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平方数列求和公式推导过程

2024-09-20 22:56:59 来源:[原创]      作者:xingzhibuluo

平方数列是指由一系列平方数所组成的数列。例如,1、4、9、16、25、36、49、64……依次递增。对于任意一个正整数n,我们可以得到平方数列的前n项和,即1+4+9+...+n^2。那么,如何推导出这个求和公式呢?

我们可以通过数学归纳法来完成这个推导过程。首先,我们需要证明当n=1时,求和公式成立。显然,1^2=1,因此当n=1时,1+4+9+...+n^2=1也成立。

接下来,我们需要证明假设当n=k时,求和公式成立,即1+4+9+...+k^2=k(k+1)(2k+1)/6。现在我们需要证明当n=k+1时,求和公式也成立。

当n=k+1时,我们可以将求和式分解成前k项的和加上最后一项,即:

1+4+9+...+k^2+(k+1)^2

根据假设,前k项的和为k(k+1)(2k+1)/6。那么我们只需要证明:

k(k+1)(2k+1)/6+(k+1)^2=(k+1)(k+2)(2k+3)/6

化简左侧的式子,得到:

k(k+1)(2k+1)/6+(k+1)^2=(k+1)[k(2k+1)/6+(k+1)]

再化简右侧的式子,得到:

(k+1)[k(2k+1)/6+(k+1)]=k(k+1)(2k+1)/6+(k+1)^2

因此,假设成立,得证当n=k+1时,求和公式也成立。

综上所述,通过数学归纳法,我们证明了对于任意正整数n,求和公式1+4+9+...+n^2=n(n+1)(2n+1)/6成立。

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