1.從1到N的平方和的推導:1²+2²+3²+。 。 。 +n²= n(n + 1)(2n + 1)/ 6
從1²+2²+3²+起。 。 。 +n²= n(n + 1)(2n + 1)/ 6
∵(a + 1)³-a³=3a²+ 3a + 1(即(a + 1)³=a³+3a²+ 3a + 1)
當a = 1時:2³-1³= 3×1²+ 3×1 + 1
當a = 2時:3³-2³= 3×2²+ 3×2 + 1
當a = 3時:4³-3³= 3×3²+ 3×3 + 1
當a = 4時:5³-4³= 3×4²+ 3×4 + 1
...
當a = n時:(n + 1)³-n³= 3×n²+ 3×n + 1
將等式的兩邊相加:
(N + 1)³-1= 3(1²+2²+3²+ ... +n²)+3(1 + 2 + 3 + ... + n)+(1 + 1 + 1 + ... + 1)
3(1²+2²+3²+ ... +n²)=(n + 1)³-1-3(1 + 2 + 3 + ... + n)-(1 + 1 + 1 + ... + 1)
3(1²+2²+3²+ ... +n²)=(n + 1)³-1-3(1 + n)×n÷2-n
6(1²+2²+3²+ ... +n²)= 2(n + 1)³-3n(1 + n)-2(n + 1)
=(n + 1)[2(n + 1)²-3n-2]
=(n + 1)[2(n + 1)-1] [(n + 1)-1]
= n(n + 1)(2n + 1)
²1²+2²+。 。 。 +n²= n(n + 1)(2n + 1)/ 6
2. 1到N的立方和微分:1 ^ 3 + 2 ^ 3 + 3 ^ 3 + ... + n ^ 3 = [n(n + 1)/ 2] ^ 2
推導:(n + 1)^ 4-n ^ 4 = 4n ^ 3 + 6n ^ 2 + 4n + 1,
n ^ 4-(n-1)^ 4 = 4(n-1)^ 3 + 6(n-1)^ 2 + 4(n-1)+1,
2 ^ 4-1 ^ 4 = 4 * 1 ^ 3 + 6 * 1 ^ 2 + 4 * 1 + 1,
分別將這n個方程式的兩端相加,我們得到:
(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
由於1 + 2 + 3 + ... + n =(n + 1)n / 2,
1 ^ 2 + 2 ^ 2 + ... + n ^ 2 = n(n + 1)(2n + 1)/ 6,
完成上述公式後,我們得到:
1 ^ 3 + 2 ^ 3 + 3 ^ 3 + ... + n ^ 3 = [n(n + 1)/ 2] ^ 2
1.從1到N的平方和的推導:1²+2²+3²+。 。 。 +n²= n(n + 1)(2n + 1)/ 6
從1²+2²+3²+起。 。 。 +n²= n(n + 1)(2n + 1)/ 6
∵(a + 1)³-a³=3a²+ 3a + 1(即(a + 1)³=a³+3a²+ 3a + 1)
當a = 1時:2³-1³= 3×1²+ 3×1 + 1
當a = 2時:3³-2³= 3×2²+ 3×2 + 1
當a = 3時:4³-3³= 3×3²+ 3×3 + 1
當a = 4時:5³-4³= 3×4²+ 3×4 + 1
...
當a = n時:(n + 1)³-n³= 3×n²+ 3×n + 1
將等式的兩邊相加:
(N + 1)³-1= 3(1²+2²+3²+ ... +n²)+3(1 + 2 + 3 + ... + n)+(1 + 1 + 1 + ... + 1)
3(1²+2²+3²+ ... +n²)=(n + 1)³-1-3(1 + 2 + 3 + ... + n)-(1 + 1 + 1 + ... + 1)
3(1²+2²+3²+ ... +n²)=(n + 1)³-1-3(1 + n)×n÷2-n
6(1²+2²+3²+ ... +n²)= 2(n + 1)³-3n(1 + n)-2(n + 1)
=(n + 1)[2(n + 1)²-3n-2]
=(n + 1)[2(n + 1)-1] [(n + 1)-1]
= n(n + 1)(2n + 1)
²1²+2²+。 。 。 +n²= n(n + 1)(2n + 1)/ 6
2. 1到N的立方和微分:1 ^ 3 + 2 ^ 3 + 3 ^ 3 + ... + n ^ 3 = [n(n + 1)/ 2] ^ 2
推導:(n + 1)^ 4-n ^ 4 = 4n ^ 3 + 6n ^ 2 + 4n + 1,
n ^ 4-(n-1)^ 4 = 4(n-1)^ 3 + 6(n-1)^ 2 + 4(n-1)+1,
...
2 ^ 4-1 ^ 4 = 4 * 1 ^ 3 + 6 * 1 ^ 2 + 4 * 1 + 1,
分別將這n個方程式的兩端相加,我們得到:
(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
由於1 + 2 + 3 + ... + n =(n + 1)n / 2,
1 ^ 2 + 2 ^ 2 + ... + n ^ 2 = n(n + 1)(2n + 1)/ 6,
完成上述公式後,我們得到:
1 ^ 3 + 2 ^ 3 + 3 ^ 3 + ... + n ^ 3 = [n(n + 1)/ 2] ^ 2