前n个自然数的平方和及证明

合集下载

连续自然数平方求和公式

连续自然数平方求和公式

连续自然数平方求和公式
我们要找出一个公式,这个公式可以用来求出一系列连续自然数的平方的总和。

假设我们有一个连续的自然数序列,从 n 开始,到 n+k-1 结束。

我们要计算这些数的平方和。

每一个数的平方是 (n + i)^2,其中 i 是从 0 到 k-1 的整数。

所以,连续自然数平方的总和是:
(n + 0)^2 + (n + 1)^2 + ... + (n + k - 1)^2
我们可以使用数学公式来简化这个求和过程。

连续自然数平方和的公式是:
(n + k - 1)^3 - n^3 + 3n(n + k - 1)
现在我们有了公式,我们可以使用它来计算任何连续自然数平方的和。

连续自然数平方和的公式为:-n**3 + 3*n*(k + n - 1) + (k + n - 1)**3
所以,给定任何起始自然数 n 和连续的个数 k,我们都可以使用这个公式来计算连续自然数平方的总和。

自然数平方和公式及证明

自然数平方和公式及证明

自然数平方和公式证明1:此式对于任何自然数n都成立。

依次把n=1,2,3,...,n-1,n代入止式可得把这n个等式的左边与右边对应相加,则n个等式的左边各项两两相消,最后只剩下;而前n个等式的右边各项,我们把它们按三列相加,提取公因数后,第一列出现我们所要计算的前n个自然数的平方和,第二列出现我们在上一段已经算过的前n个自然数的和,第三列是n个1。

因而我们得到。

现在这里对这个结果进行恒等变形可得移项,合并同类项可得即证明2:设12+ 22 + … + n 2 =An 3+Bn 2+Cn+D,令n=1,2,3,4得关于A ,B ,C 。

D 的四元一次方程组,可解得A=C=16 ,B=12 ,D=0,再用数学归纳法证明。

证明3:设f(x)=(1+x)2+ (1+x)3 +… +(1+x)n ,则x 2的系数和为 C 22 + C 23 +… + C 2n=12 [12+ 22 + … + n 2]-12 (1+2+… + n) = 12 [12+ 22 + … + n 2]- -14n(n+1) 又f(x)=(1+x)2-(1+x)n+1x,其中x 2的系数为C 3n+1 ,于是有12 [12+ 22 + … + n 2]- -14 n(n+1)= C 3n+1 ,解得 12+ 22 + … + n 2 = n(n+1)(2n+1)6关于自然数平方和的几个模型归纳法、变换数学公式、组合恒等式等证明外,还可以构造模型来证明示k 个k 之和(图1(1)).旋转此三角形数阵得到另两个三角形数阵(图1(2)、1(3)),每一线段上的数字顺序成等差数列,再重叠三个数阵,则每一点上的数字和为(2n +1).于是透了运动的思想,动静结合,相得益彰.割补、数形结合来证明.(n-1)(2n-1)个单位正方形;再给前n-2层各补(2n-3)个单位正方形,共补(n-2)(2n-3)个;……,最后给第一层补3个,这样添补的单位正模型2数形结合,以形助数,比较直观.而应用映射方法将求和问题映射成几何上的求堆垒总数问题,再利用几何体的割补求和,也体现了化归思想.而添补的立方体个数为1×3+2×5+…+n(2n+1),原有立方体个数以上三个均属构造的数学模型,另外还可以构造物理模型,从物理意义上进行探讨.垂线段上分别等距离地放1个,2个,…,n个重量为1个单位的质点.则这些质点对原点的力矩数学知识结构之间的相互联系,为我们解决问题提供了丰富的源泉.数学问题的模型是多样的.通过对不同模型的探讨,将有助于开阔我们的视野,有助于提高我们的分析问题和解决问题的能力.前n 个连续自然数的平方和公式的最新证明方法关于前n 个连续自然数的平方和: )12)(1(61 (222)2321++=++++n n n n 的证明方法很多,这里不再一一列举了.为了让小学生掌握住这个公式,我现在用一种比较合适的方法,方便孩子们理解和掌握,同时发现这个方法教学效果很好. 我们先来计算:321222++=1×1+2×2+3×3,即1个1与2个2与3个3的和。

自然数平方和公式的推导与证明

自然数平方和公式的推导与证明

※自然数之和公式的推导法计算1,2,3,…,n,…的前n项的和:由 1 + 2 + … + n-1 + nn + n-1 + … + 2 + 1(n+1)+(n+1)+ … +(n+1)+(n+1)可知上面这种加法叫“倒序相加法”※等差数列求和公式的推导一般地,称为数列的前n项的和,用表示,即1、思考:受高斯的启示,我们这里可以用什么方法去求和呢?思考后知道,也可以用“倒序相加法”进行求和。

我们用两种方法表示:①②由①+②,得由此得到等差数列的前n项和的公式对于这个公式,我们知道:只要知道等差数列首项、尾项和项数就可以求等差数列前n项和了。

2、除此之外,等差数列还有其他方法(读基础教好学生要介绍)当然,对于等差数列求和公式的推导,也可以有其他的推导途径。

例如:====这两个公式是可以相互转化的。

把代入中,就可以得到引导学生思考这两个公式的结构特征得到:第一个公式反映了等差数列的任意的第k项与倒数第k项的和等于首项与末项的和这个内在性质。

第二个公式反映了等差数列的前n项和与它的首项、公差之间的关系,而且是关于n的“二次函数”,可以与二次函数进行比较。

这两个公式的共同点都是知道和n,不同点是第一个公式还需知道,而第二个公式是要知道d,解题时还需要根据已知条件决定选用哪个公式。

自然数平方和公式的推导与证明(一)12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6,在高中数学中是用数学归纳法证明的一个命题,没有给出其直接的推导过程。

其实,该求和公式的直接推导并不复杂,也没有超出初中数学内容。

一、设:S=12+22+32+…+n2=12+22+32+…+n2+(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2,此步设题是解题另设:S1的关键,一般人不会这么去设想。

有了此步设题,第一:S=12+22+32+…+n2+(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2中的12+22+32+…+n2=S,1(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2可以展开为(n2+2n+12)+( n2+2×2n+22)+( n2+2×3n+32)+…+( n2+2×nn+n2)=n3+2n(1+2+3+…+n)+ 12+22+32+…+n2,即=2S+n3+2n(1+2+3+...+n).. (1)S1=12+22+32+…+n2+(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2可以写为:第二:S1=12+32+52…+ (2n-1)2+22+42+62…+(2n)2,其中:S122+42+62...+(2n)2=22(12+22+32+...+n2)=4S.. (2)12+32+52…+(2n-1)2=(2×1-1)2+(2×2-1)2+(2×3-1) 2+…+ (2n-1) 2= (22×12-2×2×1+1) +(22×22-2×2×2+1)2+(22×32-2×2×3+1)2+…+(22×n2-2×2×n+1)2=22×12+22×22+22×32+…+22×n2-2×2×1-2×2×2-2×2×3-…-2×2×n+n=22×(12+22+32+…+n2)-2×2 (1+2+3+…+n)+n=4S-4(1+2+3+…+n)+n……………………………………………………………..(3 )由(2)+ (3)得:=8S-4(1+2+3+...+n)+n.. (4)S1由(1)与(4)得:2S+ n3+2n(1+2+3+…+n) =8S-4(1+2+3+…+n)+n即:6S= n3+2n(1+2+3+…+n)+ 4(1+2+3+…+n)-n= n[n2+n(1+n)+2(1+n)-1]= n(2n2+3n+1)= n(n+1)(2n+1)S= n(n+1)(2n+1)/ 6亦即:S=12+22+32+...+n2= n(n+1)(2n+1)/6 (5)以上可得各自然数平方和公式为n(n+1)(2n+1)/6,其中n为最后一位自然数。

关于1^2+2^2+3^2+…+n^2的多种推导证明方法

关于1^2+2^2+3^2+…+n^2的多种推导证明方法

关于前n 个自然数的平方和公式的证明方法湘西州花垣县边城高级中学-张秀洲在《数列》教学过程中,大家都能熟练掌握前n 个自然数的平方和公式:2222211234(1)(21)6n S n n n n =+++++=++,但多数学生不知道如何去证明与推导,为了能让学生了解书本知识,并能有所拓展,特总结如下几种证明方法,一方面解决学生的疑惑,另一方面能使学生举一反三,有所创新。

在和学生探讨证明方法时,许多学生想到了用数学归纳法。

方法一:数学归纳法当1n =时,左边=211=,右边=11(11)(211)16⨯⨯+⨯⨯+= 左边=右边 ∴1n =时,原式成立.当2n =时,左边=221+25=,右边=12(21)(221)56⨯⨯+⨯⨯+= 左边=右边 ∴2n =时,原式成立.假设n k =时,22221123(1)(21)6k k k k ++++=++成立, 则1n k =+时,22222222123(1)1(1)(21)(1)617(1)(1)361(1)(276)61(1)(2)(23)61(1)[(1)1][2(1)1]6k k k k k k k k k k k k k k k k k k =++++++=++++=+++=+++=+++=+++++左边 左边=右边 ∴1n k =+时,原式成立.∴对任意n N +∈,2222211234(1)(21)6n S n n n n =+++++=++都成立。

数学归纳法步骤简单、计算方便。

但是,归纳法只适用于知道了这个公式“长什么样”后进行理论证明.当初第一个推导出这个公式的人,肯定不是用归纳法,而是通过等式左边的222221234n +++++,一步步把右边的1(1)(21)6n n n ++“从无到有”地推算出来的.方法二:观察规律法记22222212()12345,()12345S n n S n n =++++++=++++++发现规律21()()3326S n S n ∴==⋅=方法三:代数推导法由公式33223()33a b a a b ab b +=+++,得33322333322332333223323332233233321(01)0301301112(11)131131111313113(21)232132112323214(31)33313311333331(11)(1)3(1)13(1)1n n n n n =+=+⨯⨯+⨯⨯+==+=+⨯⨯+⨯⨯+=+⨯+⨯+=+=+⨯⨯+⨯⨯+=+⨯+⨯+=+=+⨯⨯+⨯⨯+=+⨯+⨯+=-+=-+⨯-⨯+⨯-⨯23323321(1)3(1)3(1)1(1)331n n n n n n n +=-+⨯-+⨯-++=+++将以上n +1个等式累加,得:32222(1)3(123)3(123)1n n n n +=⨯+++++++++++22223(1)(1)(21)3(123)(1)3122n n n n n n n n +++∴⨯++++=+-⋅++=22221123=(1)(21)6n n n n ∴++++++方法四:巧用“1”法11(1)1(1)[(2)(1)](1)[(1)(2)(1)(1)]33n n n n n n n n n n n n n n +=⨯+=+--⨯+=++--+122334(1)n A n n ∴=⨯+⨯+⨯+⨯+111[123012][234123][345234]333=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+1[(1)(2)(1)(1)]3n n n n n n +++--+1[1230122341233452343=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+(1)(2)(1)(1)]n n n n n n +++--+11[(1)(2)012](1)(2)33n n n n n n =++-⨯⨯=++2222123122334(1)(123)n n n n ∴++++=⨯+⨯+⨯+⨯+-++++1(1)1(1)(2)(1)(21)326n n n n n n n n +=++-=++ 方法五:构造法(利用组合公式11m m m n n n C C C -++=)224166n n C C ===+把上述n 222222222323411232()2n n n n C C C C C C ++++++=+++++=方法六:平面几何法图中有n 个正方形(边长每次加1)(我只画出5个),都置于图中最大的矩形中。

自然数平方和公式的推导与证明

自然数平方和公式的推导与证明

※自然数之和‎公式的推导‎法计算1,2,3,…,n,…的前n项的‎和:由 1 + 2 + … + n-1 + nn + n-1 + … + 2 + 1(n+1)+(n+1)+ … +(n+1)+(n+1)可知上面这种加‎法叫“倒序相加法‎”※等差数列求‎和公式的推‎导一般地,称为数列的‎前n项的和‎,用表示,即1、思考:受高斯的启‎示,我们这里可‎以用什么方‎法去求和呢‎?思考后知道‎,也可以用“倒序相加法‎”进行求和。

我们用两种‎方法表示:①②由①+②,得由此得到等‎差数列的前‎n项和的公‎式对于这个公‎式,我们知道:只要知道等‎差数列首项‎、尾项和项数‎就可以求等‎差数列前n‎项和了。

2、除此之外,等差数列还‎有其他方法‎(读基础教好‎学生要介绍‎)当然,对于等差数‎列求和公式‎的推导,也可以有其‎他的推导途‎径。

例如:====这两个公式‎是可以相互‎转化的。

把代入中,就可以得到‎引导学生思‎考这两个公‎式的结构特‎征得到:第一个公式‎反映了等差‎数列的任意‎的第k项与‎倒数第k项‎的和等于首‎项与末项的‎和这个内在‎性质。

第二个公式‎反映了等差‎数列的前n‎项和与它的‎首项、公差之间的‎关系,而且是关于‎n的“二次函数”,可以与二次‎函数进行比‎较。

这两个公式‎的共同点都‎是知道和n‎,不同点是第‎一个公式还‎需知道,而第二个公‎式是要知道‎d,解题时还需‎要根据已知‎条件决定选‎用哪个公式‎。

自然数平方‎和公式的推‎导与证明(一)12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6,在高中数学‎中是用数学‎归纳法证明‎的一个命题‎,没有给出其‎直接的推导‎过程。

其实,该求和公式‎的直接推导‎并不复杂,也没有超出‎初中数学内‎容。

一、设:S=12+22+32+…+n2另设:S1=12+22+32+…+n2+(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2,此步设题是‎解题的关键‎,一般人不会‎这么去设想‎。

关于^^^…n^的多种推导证明方法

关于^^^…n^的多种推导证明方法

关于^^^…n^的多种推导证明方法集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]关于前n 个自然数的平方和公式的证明方法湘西州花垣县边城高级中学-张秀洲在《数列》教学过程中,大家都能熟练掌握前n 个自然数的平方和公式:2222211234(1)(21)6n S n n n n =+++++=++,但多数学生不知道如何去证明与推导,为了能让学生了解书本知识,并能有所拓展,特总结如下几种证明方法,一方面解决学生的疑惑,另一方面能使学生举一反三,有所创新。

在和学生探讨证明方法时,许多学生想到了用数学归纳法。

方法一:数学归纳法当1n =时,左边=211=,右边=11(11)(211)16⨯⨯+⨯⨯+= 左边=右边 ∴1n =时,原式成立.当2n =时,左边=221+25=,右边=12(21)(221)56⨯⨯+⨯⨯+= 左边=右边 ∴2n =时,原式成立.假设n k =时,22221123(1)(21)6k k k k ++++=++成立, 则1n k =+时,22222222123(1)1(1)(21)(1)617(1)(1)361(1)(276)61(1)(2)(23)61(1)[(1)1][2(1)1]6k k k k k k k k k k k k k k k k k k =++++++=++++=+++=+++=+++=+++++左边 左边=右边 ∴1n k =+时,原式成立.∴对任意n N +∈,2222211234(1)(21)6n S n n n n =+++++=++都成立。

数学归纳法步骤简单、计算方便。

但是,归纳法只适用于知道了这个公式“长什么样”后进行理论证明.当初第一个推导出这个公式的人,肯定不是用归纳法,而是通过等式左边的222221234n +++++,一步步把右边的1(1)(21)6n n n ++“从无到有”地推算出来的.方法二:观察规律法记22222212()12345,()12345S n n S n n =++++++=++++++发现规律21()()3326S n S n ∴==⋅=方法三:代数推导法由公式33223()33a b a a b ab b +=+++,得33322333322332333223323332233233321(01)0301301112(11)131131111313113(21)232132112323214(31)33313311333331(11)(1)3(1)13(1)1n n n n n =+=+⨯⨯+⨯⨯+==+=+⨯⨯+⨯⨯+=+⨯+⨯+=+=+⨯⨯+⨯⨯+=+⨯+⨯+=+=+⨯⨯+⨯⨯+=+⨯+⨯+=-+=-+⨯-⨯+⨯-⨯23323321(1)3(1)3(1)1(1)331n n n n n n n +=-+⨯-+⨯-++=+++将以上n +1个等式累加,得:32222(1)3(123)3(123)1n n n n +=⨯+++++++++++22223(1)(1)(21)3(123)(1)3122n n n n n n n n +++∴⨯++++=+-⋅++=22221123=(1)(21)6n n n n ∴++++++方法四:巧用“1”法11(1)1(1)[(2)(1)](1)[(1)(2)(1)(1)]33n n n n n n n n n n n n n n +=⨯+=+--⨯+=++--+122334(1)n A n n ∴=⨯+⨯+⨯+⨯+111[123012][234123][345234]333=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+1[(1)(2)(1)(1)]3n n n n n n +++--+1[1230122341233452343=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+(1)(2)(1)(1)]n n n n n n +++--+11[(1)(2)012](1)(2)33n n n n n n =++-⨯⨯=++2222123122334(1)(123)n n n n ∴++++=⨯+⨯+⨯+⨯+-++++1(1)1(1)(2)(1)(21)326n n n n n n n n +=++-=++ 方法五:构造法(利用组合公式11m m m n n n C C C -++=)22222223222342224522211124133936416610n n C C C C C C Cn C C +====+=+==+=+==+=+=+把上述n 个等式累加得:222222222232234111(1)(21)12342()26n n n n n n n n C C C C C C C ++++++++++=+++++=+=方法六:平面几何法图中有n 个正方形(边长每次加1)(我只画出5个),都置于图中最大的矩形中。

自然数的平方和公式推导

自然数的平方和公式推导

自然数的平方和公式推导自然数的平方和,也叫特殊等差数列前n项和,是数学中经常用到的一种求和公式,它是指两两相邻的自然数的平方之和。

它被广泛的应用于很多领域,比如建筑物的图形推导、数学建模等。

本文将以自然数的平方和公式推导为标题,主要介绍它的推导过程及运用。

首先,自然数的平方和公式是指两两相邻的自然数的平方之和,即n (n+1) (2n+1) / 6.其中n为自然数,即1、2、3、4、5……由此可见,它是一种特殊的等差数列前n项和。

为了更好地认识自然数的平方和公式,我们可以通过推导来看一下。

以n=5为例,开始推导:5的平方和为1^2 + 2^2 + 3^2 + 4^2 + 5^2,即1 + 4 + 9 + 16 + 25,也就是55;继续使用公式,n (n+1) (2n+1) / 6,把n的值设置为5,那么此时公式为:5 (5+1) (2*5+1) / 6,即5*6*11/6,于是我们就得到了结果55,也就是我们自己推导出来的结果,验证了公式的正确性。

推导完毕之后,我们可以看一下自然数的平方和公式的实际应用。

自然数的平方和公式在数学建模中有着重要的作用,可以用于求解各种抽象问题,比如各种几何图形和函数的构成,或者研究建筑物图形推导时,它可以极大提高建筑物推导的准确性。

此外,它也可以在计算机程序的设计中用到,计算机程序就是通过自然数的平方和公式来计算结果,从而快速准确地完成任务。

最后,我们来总结一下自然数的平方和公式推导。

自然数的平方和公式是指两两相邻的自然数的平方之和,做推导时可以将n的值设置为对应的自然数,进行求和,从而得到结果。

此外,它的应用很广泛,在建筑物的图形推导、数学建模以及计算机程序设计等领域都有重要的作用。

总之,自然数的平方和公式是数学中重要的一种公式,它的推导和应用都很广泛,而且它极大地提高了建筑物推导、数学建模以及计算机程序设计等领域工作的准确性和效率。

自然数平方和公式的推导与证明

自然数平方和公式的推导与证明

自然数平方和公式的推导与证明一. 自然数平方和推导与证明12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6在高中数学中是用数学归纳法证明的一个命题,没有给出其直接的推导过程。

其实,该求和公式的直接推导并不复杂,也没有超出初中数学内容。

设:S=12+22+32+…+n2=12+22+32+…+n2+(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2,此步设题是解另设:S1题的关键!(通常不容易这么去设想)=12+22+32+…+n2+(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2有了此步设题,第一:S1中的12+22+32+…+n2=S,(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2可以展开为(n2+2n+12)+( n2+2×2n+22) +( n2+2×3n+32)+…+( n2+2×nn+n2)=n3+2n(1+2+3+…+n)+ 12+22+32+…+n2,即=2S+n3+2n(1+2+3+...+n) (1)S1=12+22+32+…+n2+(n+1)2+(n+2)2+(n+3)2+…+(n+n)2可以写为:第二:S1S=[12+32+52…+ (2n-1)2] +[22+42+62…+(2n)2] ,1其中:22+42+62...+(2n)2=22(12+22+32+...+n2)=4S (2)12+32+52…+(2n-1)2=(2×1-1)2+(2×2-1)2+(2×3-1)2+…+ (2n-1)2= (22×12-2×2×1+1) +(22×22-2×2×2+1)2+(22×32-2×2×3+1)2+…+(22×n2-2×2×n+1)2=22×12+22×22+22×32+…+22×n2-2×2×1-2×2×2-2×2×3-…-2×2×n+n=22×(12+22+32+…+n2)-2×2 (1+2+3+…+n)+n=4S-4(1+2+3+...+n)+n (3)由(2)+ (3)得:S=8S-4(1+2+3+...+n)+n (4)1由(1)与(4)得:2S+ n3+2n(1+2+3+…+n) =8S-4(1+2+3+…+n)+n即:6S= n3+2n(1+2+3+…+n)+ 4(1+2+3+…+n)-n= n[n2+n(1+n)+2(1+n)-1]= n(2n2+3n+1)= n(n+1)(2n+1)S= n(n+1)(2n+1)/ 6亦即:S=12+22+32+...+n2= n(n+1)(2n+1)/6 (5)以上可得各自然数平方和公式为n(n+1)(2n+1)/6,其中n为最后一位自然数。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

帕斯卡与前n 个自然数的平方和
十七世纪的法国数学家帕斯卡(Pascal B.,1623.6.19~1662.8.19)想出了一个新的很妙的方法能求出前n 个自然数的平方和。

这个方法是这样的:
利用和的立方公式,我们有
(n +1)3=n 3+3n 2+3n +1,
移项可得
(n +1)3 -n 3=3n 2+3n +1,
此式对于任何自然数n 都成立。

依次把n =1,2,3,…,n -1,n 代入上式可得
23 -13=3•12+3•1+1,
33 -23=3•22+3•2+1,
43 -33=3•32+3•3+1,
……………………………
n 3-(n -1)3=3(n -1)2+3(n -1)+1,
(n +1)3 -n 3=3n 2+3n +1,
把这n 个等式的左边与右边对应相加,则n 个等式的左边各项两两相消,最后只剩下(n +1)3 -
1;而n 个等式的右边各项,我们把它们按三列相加,提取公因数后,第一列出现我们所要计算的前n 个自然数的平方和,第二列出现我们在上一段已经算过的前n 个自然数的和,第三列是n 个1。

因而我们得到
(n +1)3 -1=3S n +
2)1(3+n n +n , 现在这里S n =12+22+…+n 2。

对这个结果进行恒等变形可得
n 3+3n 2+3n =3S n +
2)1(3+n n +n , 2n 3+6n 2+6n =6S n +3n 2+3n +2n
移项、合并同类项可得
6S n =2n 3+3n 2+n =n (n +1)(2n +1),
∴S n =
61n (n +1)(2n +1), 即
12+22+32+…+n 2=6
1n (n +1)(2n +1)。

这个方法把所要计算的前n 个自然数的平方和与已知的前n 个自然数的和及其它一些已知量通过一个方程联系起来,然后解方程求出所希望得到的公式,确实是很妙的。

前n 个连续自然数的平方和公式的最新证明方法
袁志红
关于前n 个连续自然数的平方和:)12)(1(6
13212222++=
++++n n n n 的证明方法很多,这里不再一一列举了.为了让小学生掌握住这个公式,我现在用一种比较合适的方法,方便孩子们理解和掌握,同时发现这个方法教学效果很好.
我们先来计算: 222321++=1×1+2×2+3×3,即1个1与2个2与3个3的和。

为此我们把这些数排列成下面等边三角形的形状的数表①:
1
2 2 ①
3 3 3
把这个等边三角形数表顺时针旋转120度得到数表②:
3
3 2 ②
3 2 1
再把数表②顺时针旋转120度得到数表③:
3
2 3 ③
1 2 3
观察①、②、③三个数表对应位置的数字,看看它们之间有什么规律?
不难发现:
最顶层的三个数字是:1、3、3;
第二行左侧三个数字是:2、3、2;
第二行右侧三个数字是:2、2、3;
第三行最左侧三个数字是:3、3、1;
第三行中间三个数字是:3、2、2;
第三行最右侧三个数字是:3、1、3.
通过简单地计算发现,上面每一组数字之和都是7.
每个数表都是6个位置,所以三个数表数字之和:共6个7,而这三个数表的数字都是一样的(因为都是旋转得到的,只是改变了位置关系,数字不变),所以每个数表数字之和为:6×7÷3.
而数表中数字的个数可以这样计算:第一行排1个数,第二行排2个数;第三行排3个数,所以共排了:1+2+3=6个数字。

所以3)321()331(321222÷++⨯++=++=(1+2×3)×3×(3+1)÷6;
同理2222321n ++++ 也可以采用上面的方法推导出来:
1
2 2
3 3 3
… … … … ④
n n n n …………n n n n n n
顺时针旋转120度,得到:
n
n n-1
n n-1 n-2
n n-1 n-2 n-3 ⑤
…… …… ……
n n-1 n-2 n-3 …… …… …… 4 3 2 1
把数表⑤再顺时针旋转120度,得到:
n
n-1 n
n-2 n-1 n
n-3 n-2 n-1 n ⑥
…… ……
1 2 3 …… …… n-1 n
三个数表对应位置数字之和都是:1+n+n=2n+1,每个数表共排数字:
1+2+3+4+……n=n(n+1)÷2,所以三个数表数字之和:(2n+1)n(n+1)÷2,所以每个数表数字之和:)12)(1(6
1++n n n . 即)12)(1(6
13212222++=++++n n n n . 请大家用相同的方法证明:
1×2+2×3+3×4+……+n ×(n+1)=)2)(1(3
1++n n n .
友情提示:本资料代表个人观点,如有帮助请下载,谢谢您的浏览!。

相关文档
最新文档