n次平方公式推导?
2021-11-15
利用和的立方公式,我们有 (n+1)3=n3+3n2+3n+1, 移项可得 (n+1)3 -n3=3n2+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, n3-(n-1)3=3(n-1)2+3(n-1)+1, (n+1)3 -n3=3n2+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=3sn+ +n, 现在这里sn=12+22+…+n2。
对这个结果进行恒等变形可得 n3+3n2+3n=3sn+ +n, 2n3+6n2+6n=6sn+3n2+3n+2n 移项、合并同类项可得 6sn=2n3+3n2+n=n(n+1)(2n+1), ∴sn= n(n+1)(2n+1), 即 12+22+32+…+n2= n(n+1)(2n+1)。
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