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求前 n 个正整数的 k 次方和

时间:2016-04-17 14:27:28      阅读:150      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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如何推导求和公式

\( 1^2+2^2+3^2+\cdots+n^2=\frac{n(n+1)(2n+1)}{6} \)

\( 1^3+2^3+3^3+\cdots+n^3=\frac{n^2(n+1)^2}{4} \)

呢?这需要一点技巧。

首先来看一个恒等式:

\( (n+1)^3-n^3 = 3n^2+3n+1 \)

\( n^2=\frac{1}{3}\left [ (n+1)^3-n^3-(3n+1) \right ] \)

对上式求和,\( (n+1)^3-n^3 \) 会只剩首尾两项(中间的消掉了),\( 3n+1 \) 是等差数列,求和公式已知。这样就能求出二次方的求和公式。用同样的方法,可以推出三次方的求和公式:

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

\( n^3 = \frac{1}{4}\left [ (n+1)^4 - n^4 - (6n^2+4n+1) \right ] \)

对上式求和,\( (n+1)^4 - n^4 \) 会只剩首尾两项,\( 6n^2 \) 和 \( 4n+1 \) 求和公式已知(前者可以用上面推导的二次方的求和公式,后者是等差数列。这样就能推出三次方的求和公式。一直这样递推下去就能得到各次的求和公式。

求前 n 个正整数的 k 次方和

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原文地址:http://www.cnblogs.com/li-hua/p/5400802.html

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