西行妖杉 西行妖杉
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【水贴】对n次幂正整数列求和公式的一个猜测 首先,我们都知道对于数列1∧2+2∧2+..+n^2,有这么一个公式(如图1) 对于它是如何得出的,lz是用数归证明的...但是数归这东西只能证明不能猜想,这是令人很烦人的一点。 还有一种证明方法,用到了立方差公式。(不得不说那种方法很不错...) 然而lz今天中午突发奇想,用一种比较奇怪的方法得出了这个结果。 比较有意思的是,这个方法可以推广到n次幂。立方和与四次方和都有效。 (不知道以前有没有人推过这个东西...就权当水个贴好了 首先我们构造一个等比数列x^n.我们可以很容易地得到它的前n项和公式:(如图2) 现在我们对x求一次导,左边变成了:(如图3) 左边求了导,右边也求一次导。(如图4) 然后左边如果乘以x之后再求一次导,就会变成:(如图5) 右边也对x求一次导,右边就会变成:(如图6) 显然此时左右两边令x=1,左边就是平方和数列的前n项和,右边就是我们要得到的式子了。然而很令人头疼的一点是右边的那个式子里,x是不能取1的。 所以该怎么办? emm,洛必达大法好。我们试一下用洛必达对右边求极限:(如图7) (具体怎么算的,我算了一个中午来着...交给MMA之后就是这个结果,要求三次导) 我们似乎得出了和图1一样的结果 我们再重复一次刚才的操作:左右两边乘以x,求导之后取极限:(如图8) 没错,这是立方和数列的前n项和公式。 因此我们可以放心大胆地猜想一下,m次幂的前n项和公式都可以这么求出。图⑨给出了四次方正整数列的前n项和求和公式。(也是用MMA算的) 以上,水贴结束。 若有错误欢迎指正w
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