作者:莎ss侄莎 | 来源:互联网 | 2023-09-02 11:23
平方和,数学术语,定义为2个或多个数的平方相加。通常是一些正整数的平方之和,整数的个数可以是有限个,也可以是无限多。平方公式(a+b)^2a^2+b^2+2ab,其中a^2+b^2
平方和,数学术语,定义为2个或多个数的平方相加。通常是一些正整数的平方之和,整数的个数可以是有限个,也可以是无限多。
平方公式(a+b)^2=a^2+b^2+2ab,其中a^2+b^2是平方和。
平方和公式是一个比较常用公式,用于求连续自然数的平方和,其和又可称为四角锥数,或金字塔数也就是正方形数的级数。此公式是冯哈伯公式的一个特例。
我们知道以下前n项自然数平方和的计算公式:
有很多关于这个公式的证明方法,比如数学归纳法、待定系数法、裂项相消法等。今天介绍两个数形结合的方法。
方法一
我们知道前n项自然数的和
于是
这是巧合吗?
把左边平方和拆开,乘法拆成加法,写成
第一行1个数,第二行2个数,第三行3个数,…,第n行n个数,这样一共(1+2+3+…+n)=n(n+1)/2 个数相加。
简记为一张三角形图:
逆时针旋转120°,得到
再逆时针旋转120°,又得到
对上面三个三角形,相同位置处的三个数对应相加,其和恰为定值(2n+1),即:
于是
方法二
立体的看,平方和就是下面所有方块的体积和:
堆起来,就是
类似地,取三堆相同的
然后再堆起来
最上面一层的方块,从中间切开,拼到缺的那部分,就得到一个三边分别为n+1/2,n,n+1的长方体:
于是总体积
当然,第二种方法也可以取6堆,直接拼成一个三边分别为2n+1,n,n+1的长方体。
殊途同归。
最后附赠一个自然数立方和的图解:
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