自然数平方数列和立方数列求和公式怎么推导

自然数平方数列和立方数列求和公式怎么推导?~

1^2+2^2+3^2+……+n^2=n(n+1)(2n+1)/6

利用立方差公式
n^3-(n-1)^3=1*[n^2+(n-1)^2+n(n-1)]
=n^2+(n-1)^2+n^2-n
=2*n^2+(n-1)^2-n

2^3-1^3=2*2^2+1^2-2
3^3-2^3=2*3^2+2^2-3
4^3-3^3=2*4^2+3^2-4
......
n^3-(n-1)^3=2*n^2+(n-1)^2-n

各等式全相加
n^3-1^3=2*(2^2+3^2+...+n^2)+[1^2+2^2+...+(n-1)^2]-(2+3+4+...+n)

n^3-1=2*(1^2+2^2+3^2+...+n^2)-2+[1^2+2^2+...+(n-1)^2+n^2]-n^2-(2+3+4+...+n)

n^3-1=3*(1^2+2^2+3^2+...+n^2)-2-n^2-(1+2+3+...+n)+1

n^3-1=3(1^2+2^2+...+n^2)-1-n^2-n(n+1)/2

3(1^2+2^2+...+n^2)=n^3+n^2+n(n+1)/2=(n/2)(2n^2+2n+n+1)
=(n/2)(n+1)(2n+1)

1^2+2^2+3^2+...+n^2=n(n+1)(2n+1)/6



1^3+2^3+3^3+……+n^3=[n(n+1)/2]^2

(n+1)^4-n^4=[(n+1)^2+n^2][(n+1)^2-n^2]
=(2n^2+2n+1)(2n+1)
=4n^3+6n^2+4n+1

2^4-1^4=4*1^3+6*1^2+4*1+1
3^4-2^4=4*2^3+6*2^2+4*2+1
4^4-3^4=4*3^3+6*3^2+4*3+1
......
(n+1)^4-n^4=4*n^3+6*n^2+4*n+1

各式相加有
(n+1)^4-1=4*(1^3+2^3+3^3...+n^3)+6*(1^2+2^2+...+n^2)+4*(1+2+3+...+n)+n

4*(1^3+2^3+3^3+...+n^3)=(n+1)^4-1+6*[n(n+1)(2n+1)/6]+4*[(1+n)n/2]+n
=[n(n+1)]^2

1^3+2^3+...+n^3=[n(n+1)/2]^2

平方和的推导利用立方公式:
(n+1)³-n³=3n²+3n+1 ①
记Sn=1²+2²+....+n², Tn=1+2+..+n=n(n+1)/2
对①式从1~n求和,得:
∑(n+1)³-n³=3∑n²+3∑n+∑1
(n+1)³-1=3Sn+3Tn+n
这就得到了Sn=n(n+1)(2n+1)/6
类似地,求立方和利用4次方公式:
(n+1)^4-n^4=4n³+6n²+4n+1
例如:
2^3= (1+1)^3 =1^3+3*1^2+3*1+1
3^3= (2+1)^3 =2^3+3*2^2+3*2+1
4^3= (3+1)^3 =3^3+3*3^2+3*3+1
. . . . . .
(n+1)^3=(n+1)^3=n^3+3*n^2+3n+1
去掉中间步,将右边第一项移到左边得:
2^3 - 1^3=3*1^2+3*1+1
3^3 - 2^3=3*2^2+3*2+1
4^3 - 3^3=3*3^2+3*3+1
. . . . . .
(n+1)^3-n^3=+3*n^2+3n+1
两边分别相加
(n+1)^3-1^3=3(1^2+2^2+3^2+4^2+...... +n^2)+3(1+2+3+4+...+n)+n
1^2+2^2+3^2+4^2+...... +n^2=[(n+1)^3-1^3-3(1+2+3+4+...+n)-n]/3
整理即得
1^2+2^2+3^2+4^2+...... +n^2=n*(n+1)(2n+1)/6
扩展资料:
常见数列求和的方法:
1、公式法:
等差数列求和公式:
Sn=n(a1+an)/2=na1+n(n-1)d/2
等比数列求和公式:
Sn=na1(q=1)Sn=a1(1-q^n)/(1-q)=(a1-an×q)/(1-q) (q≠1)
2、错位相减法
适用题型:适用于通项公式为等差的一次函数乘以等比的数列形式 { an }、{ bn }分别是等差数列和等比数列.
Sn=a1b1+a2b2+a3b3+...+anbn
例如:an=a1+(n-1)d bn=a1·q^(n-1) Cn=anbn Tn=a1b1+a2b2+a3b3+a4b4.+anbn
qTn= a1b2+a2b3+a3b4+...+a(n-1)bn+anb(n+1)
Tn-qTn= a1b1+b2(a2-a1)+b3(a3-a2)+...bn[an-a(n-1)]-anb(n+1)
Tn(1-q)=a1b1-anb(n+1)+d(b2+b3+b4+...bn) =a1b1-an·b1·q^n+d·b2[1-q^(n-1)]/(1-q) Tn=上述式子/(1-q)
3、裂项法
适用于分式形式的通项公式,把一项拆成两个或多个的差的形式,即an=f(n+1)-f(n),然后累加时抵消中间的许多项。
参考资料来源:百度百科-数列求和

平方和的推导利用立方公式:

(n+1)³-n³=3n²+3n+1            ①

记Sn=1²+2²+....+n²,   Tn=1+2+..+n=n(n+1)/2

对①式从1~n求和,得:

∑(n+1)³-n³=3∑n²+3∑n+∑1

(n+1)³-1=3Sn+3Tn+n

这就得到了Sn=n(n+1)(2n+1)/6

类似地,求立方和利用4次方公式:

(n+1)^4-n^4=4n³+6n²+4n+1

例如:

2^3= (1+1)^3 =1^3+3*1^2+3*1+1 

3^3= (2+1)^3 =2^3+3*2^2+3*2+1 

4^3= (3+1)^3 =3^3+3*3^2+3*3+1 

. . . . . . 

(n+1)^3=(n+1)^3=n^3+3*n^2+3n+1 

去掉中间步,将右边第一项移到左边得: 

2^3 - 1^3=3*1^2+3*1+1 

3^3 - 2^3=3*2^2+3*2+1 

4^3 - 3^3=3*3^2+3*3+1 

. . . . . . 

(n+1)^3-n^3=+3*n^2+3n+1 

两边分别相加 

(n+1)^3-1^3=3(1^2+2^2+3^2+4^2+...... +n^2)+3(1+2+3+4+...+n)+n 

1^2+2^2+3^2+4^2+...... +n^2=[(n+1)^3-1^3-3(1+2+3+4+...+n)-n]/3 

整理即得 

1^2+2^2+3^2+4^2+...... +n^2=n*(n+1)(2n+1)/6

扩展资料:

常见数列求和的方法:

1、公式法:

等差数列求和公式:

Sn=n(a1+an)/2=na1+n(n-1)d/2 

等比数列求和公式:

Sn=na1(q=1)Sn=a1(1-q^n)/(1-q)=(a1-an×q)/(1-q) (q≠1)

2、错位相减法

适用题型:适用于通项公式为等差的一次函数乘以等比的数列形式 { an }、{ bn }分别是等差数列和等比数列.

Sn=a1b1+a2b2+a3b3+...+anbn 

例如:an=a1+(n-1)d bn=a1·q^(n-1) Cn=anbn Tn=a1b1+a2b2+a3b3+a4b4.+anbn 

qTn= a1b2+a2b3+a3b4+...+a(n-1)bn+anb(n+1) 

Tn-qTn= a1b1+b2(a2-a1)+b3(a3-a2)+...bn[an-a(n-1)]-anb(n+1) 

Tn(1-q)=a1b1-anb(n+1)+d(b2+b3+b4+...bn) =a1b1-an·b1·q^n+d·b2[1-q^(n-1)]/(1-q) Tn=上述式子/(1-q)

3、裂项法

适用于分式形式的通项公式,把一项拆成两个或多个的差的形式,即an=f(n+1)-f(n),然后累加时抵消中间的许多项。



(1) 1^2+2^2+3^2+……+n^2=n(n+1)(2n+1)/6
(2) 1^3+2^3+3^3+……+n^3=[n(n+1)/2]^2
推导过程如下:
一、 1^2+2^2+3^2+……+n^2=n(n+1)(2n+1)/6
利用立方差公式
n^3-(n-1)^3=1*[n^2+(n-1)^2+n(n-1)]
=n^2+(n-1)^2+n^2-n
=2*n^2+(n-1)^2-n

2^3-1^3=2*2^2+1^2-2
3^3-2^3=2*3^2+2^2-3
4^3-3^3=2*4^2+3^2-4
......
n^3-(n-1)^3=2*n^2+(n-1)^2-n

各等式全相加
n^3-1^3=2*(2^2+3^2+...+n^2)+[1^2+2^2+...+(n-1)^2]-(2+3+4+...+n)
n^3-1=2*(1^2+2^2+3^2+...+n^2)-2+[1^2+2^2+...+(n-1)^2+n^2]-n^2-(2+3+4+...
+n)
n^3-1=3*(1^2+2^2+3^2+...+n^2)-2-n^2-(1+2+3+...+n)+1
n^3-1=3(1^2+2^2+...+n^2)-1-n^2-n(n+1)/2
3(1^2+2^2+...+n^2)=n^3+n^2+n(n+1)/2=(n/2)(2n^2+2n+n+1)
=(n/2)(n+1)(2n+1)
故:
1^2+2^2+3^2+...+n^2=n(n+1)(2n+1)/6
二. 1^3+2^3+3^3+……+n^3=[n(n+1)/2]^2
证明如下:
(n+1)^4-n^4=[(n+1)^2+n^2][(n+1)^2-n^2]
=(2n^2+2n+1)(2n+1)
=4n^3+6n^2+4n+1
2^4-1^4=4*1^3+6*1^2+4*1+1
3^4-2^4=4*2^3+6*2^2+4*2+1
4^4-3^4=4*3^3+6*3^2+4*3+1
......
(n+1)^4-n^4=4*n^3+6*n^2+4*n+1

各式相加有
(n+1)^4-1=4*(1^3+2^3+3^3...+n^3)+6*(1^2+2^2+...+n^2)+4*(1+2+3+...+n)+n
4*(1^3+2^3+3^3+...+n^3)=(n+1)^4-1+6*[n(n+1)(2n+1)/6]+4*[(1+n)n/2]+n
=[n(n+1)]^2
1^3+2^3+...+n^3=[n(n+1)/2]^2
故:
1^3+2^3+3^3+……+n^3=[n(n+1)/2]^2

n个自然数的立方和与平方和公式各是什么?
答:1^3+2^3+.+n^3=n^2*(n+1)^2/4;

自然数平方数列和立方数列求和公式怎么推导?
答:(n+1)³=n³+3*n²+3*n+1 全部相加。如果我们注意到每一行的第一项都与下一行第二个等号后的第一项抵消了的话,就得到以下结果:(n+1)³=1+3(1²+2²+3²+...+n²)+3(1+2+3+...+n)+(1+1+1+...+1)令1²+2²+...

自然数平方数列和立方数列求和公式怎么推导
答:平方和的推导利用立方公式:(n+1)³-n³=3n²+3n+1 ① 记Sn=1²+2²+...+n², Tn=1+2+..+n=n(n+1)/2 对①式从1~n求和,得:∑(n+1)³-n³=3∑n²+3∑n+∑1 (n+1)³-1=3Sn+3Tn+n 这就得到了Sn=n...

立方数列求和公式
答:立方数列求和公式介绍如下:立方数列求和的公式是:1^3+2^3+3^3+...+n^3=\frac{1}{4}n²(n+1)²。另一种表示方式是:\sum_{i=1}^{n}i³=[\frac{n(n+1)}{2}]²。如果需要推导这个公式,可以利用立方差公式。首先我们知道n³-(n-1)³=1*[n...

1^k+2^k+3^k+4^k+5^k...+n^k数列和公式的推导
答:平方数列和:1^2+2^2+3^2+...+n^2=(1*0+1)+(2*1+2)+(3*2+3)+...+(n*(n-1)+n)=1*0+2*1+3*2+...+n*(n-1)+1+2+3+...+n =(n+1)n*(n-1)/3+n*(n+1)/2 =n*(n+1)*(2n+1)/6 立方数列和:因为:m*(m-1)*(m-2)=m^3-3m^2+2m 所以:m^3=...

立方数列求和公式
答:立方数列的求和公式为:1^3 + 2^3 + 3^3 + … + n^3 = (\frac{n(n+1)}{2})^2 其中,$n$ 为项数。立方数列的扩展:若想求解 $1^k + 2^k + 3^k + \cdots + n^k$ 的和,其中 $k$ 为正整数,则可以通过重复使用差分的方法,将其转化为求解多次相邻项的差的问题。例如...

平方数列求和公式怎么写???
答:2、平方数列的通项公式:平方数列的通项公式(也称为一般公式)是n^2,其中n代表数列中的项数。例如,第1项是1^2,第2项是2^2,依此类推。3、平方数列的求和公式:平方数列的求和公式可以用来计算前n项的和。这个公式是:S_n=nn+12n+1/6这里,S_n表示前n的和,n表示项数。4、应用:平方...

自然数的平方和公式有哪些?
答:从1开始到n连续自然数平方求和公式:n(n+1)(2n+1)/6。用数学归纳法:n=1时,1=1*2*3/6=1成立 假设n=k时也成立,那么k(k+1)(2k+1)/6=1²+2²+...+k²那么n=k+1 1²+2²+...+k²+(k+1)²=k(k+1)(2k+1)/6+(k+1)²...

求数列前n项和的方法
答:前n项和公式为:Sn=na1+n(n-1)d/2或Sn=n(a1+an)/2 (n属于自然数)。a1为首项,an为末项,n为项数,d为等差数列的公差。等比数列 an=a1×q^(n-1);求和:Sn=a1(1-q^n)/(1-q) =(a1-an×q)/(1-q) (q≠1)推导等差数列的前n项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来...

平方数列求和
答:因此Sn=n(n+1)(2n+1)/6的。数学归纳法解题过程 第一步:验证n取第一个自然数时成立。第二步:假设n=k时成立,然后以验证的条件和假设的条件作为论证的依据进行推迟消导,在接下来的推导过程中不能直接将n=k+1代入假设的原式中去。第三步:总结表述。扩展知识 1.平方数列求和公式推导过程是...

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