推導(dǎo)連續(xù)自然數(shù)數(shù)平方和公式有多種方法,今天我們主要用代數(shù)法和三角形數(shù)陣圖法來推導(dǎo)連續(xù)自然數(shù)求和公式。 代數(shù)法推導(dǎo)過程:用代數(shù)法推導(dǎo)連續(xù)自然數(shù)求和公式,我們需要知道以下兩個公式。 (1)連續(xù)自然數(shù)求和公式: 這個公式很容易可以證明,就不再贅述。 (2)整數(shù)列項公式: 對于這個公式,我們可以對每一項作如下拆分。比如3??4=(3??4??5-2??3??4)?3 3??4后面加一個因數(shù)5擴(kuò)大5倍,前面加一個因數(shù)2擴(kuò)大2倍,作減法后擴(kuò)大3倍,因此后面除以3。然后把每一項都作上述拆分并相加,相加后幾乎所有項都可以抵消,只剩最小的第一項和最大的最后一項,因為第一項是0??1??2=0,因此省略。得如上公式形式。 上述從1??2開始的整數(shù)列項如果用語言表述,就是最后一項后邊添一項,然后再除以3. (3)推導(dǎo)過程: 把每個平方數(shù)拆為兩數(shù)相乘形式,并把其中一個因數(shù)寫成一個數(shù)減1的形式,或一個數(shù)加1的形式。比如3??3=3??(4-1)或3??3=3??(2+1)。這兩種形式選一種即可。我們選擇相減,拆分后如下。 1×(2-1)+2?×(3-1)+3×(4-1)+…+n×[(n+1)-1] 然后再把括號展開變?yōu)槿缦滦问?/p> 1×2+2?×3+3×4+…+n(n+1)-(1+2+3+4+…+ n) 然后按照上面所講的整數(shù)裂項公式和連續(xù)自然數(shù)求和公式求得結(jié)果如下 最后通分相減得出公式:這個就是連續(xù)自然數(shù)求和公式的結(jié)果 數(shù)陣圖法推導(dǎo)過程看如下三角形數(shù)陣圖 這個數(shù)陣圖每一行的和剛好是該行數(shù)字的平方,比如倒數(shù)第2行,2個2就是2的平方。因此這個數(shù)陣圖的所有數(shù)字和就是從1開始的連續(xù)自然數(shù)平方和。 下面我們對數(shù)陣圖進(jìn)行變形 這三個數(shù)陣圖的數(shù)字一樣,只是排列方式不一樣,你會發(fā)現(xiàn)這三個數(shù)陣相同位置的三個數(shù)字和都是2n+1,因此這三個數(shù)陣圖的所有數(shù)字和是:(1+2+3+…+n)×(2n+1)。 又因為每個數(shù)陣圖剛好是連續(xù)自然數(shù)的平方和,因此可得如下等式 把這個等式整理后就可以得到連續(xù)自然數(shù)平方和公式 |
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