一堂课后的反思 课后反思
河北邯郸学院武安分院河北武安056300 摘要:在课本上我们用数学归纳法证明了等式12+22+32+…+n2=. 然而是怎样得来的?13+23+…+n3又等于多少?下面通过几种不同的思路进行考虑. 记S1(n)=1+2+3+…+n,S2(n)=12+22+32+…+n2,S3(n)=13+23+33+…+n3.
关键词:求和;等式累加
在课本上我们用数学归纳法证明了等式12+22+32+…+n2=. 然而是怎样得来的?13+23+…+n3又等于多少?下面通过几种不同的思路进行考虑. 记S1(n)=1+2+3+…+n;S2(n)=12+22+32+…+n2;S3(n)=13+23+33+…+n3.
例1
12+22+32+…+n2=.
思路一
[n\&1\&2\&3\&4\&5\&…\&n\&S1(n)\&1\&3\&6\&10\&15\&…\&\&S2(n)\&1\&5\&14\&30\&55\&…\&?\&]
发现规律
[n\&1\&2\&3\&4\&5\&…\&n\&\&\&\&\&\&\&…\&\&]
所以S2(n)=S1(n)=.
思路二
12=1=C,
22=4=1+3=C+C,
32=9=3+6=C+C,
42=16=6+10=C+C,
…
n2=C+C.
把上述等式累加得
S2(n)=2(C+C+…+C)+C
=2C+C
=.
思路三
将n组数(1,2,3,…,n)按列排开
1 1 1 1 … 1
2 2 2 2 … 2
3 3 3 3 … 3
…
n n n n … n
则上述排列中位于主对角线及下半三角的所有数字之和正好为S2(n). 其余数字之和为
1+(1+2)+(1+2+3)+…+[1+2+3+…+ (n-1)]=C+C+…+C=C,
于是有(1+2+3+…+n)n=S2(n)+C,
S2(n)=(1+2+3+…+n)n-C=.
思路四
13=1,
23=(1+1)3=13+3×12+3×1+1,
33=(2+1)3=23+3×22+3×2+1,
…
(n+1)3=n3+3n2+3n+1.
将上述等式累加得
(n+1)3=3S2(n)+3S1(n)+n+1,
解得S2(n)=.
例213+23+33+…+n3=
2.
思路一
[n\&1\&2\&3\&4\&5\&… \&S3(n)\&1\&9\&36\&100\&225\&…\&]
发现规律
[n\&1\&2\&3\&4\&5\&…\&n\&S3(n)\&12\&32\&62\&102\&152\&…\&(1+2+3+…+n)2\&]
所以S3(n)=(1+2+3+…+n)2=
2.
思路二
13=1,
23=8=1+2+2+3,
33=27=3+4+4+5+5+6,
…
n3=C+…+(C-1)+C。
将上述等式累加得
S3(n)=21+2+3+…+C
-1+C
=2+C
=(C)2
=
2.
思路三
14=1,
24=(1+1)4=14+4×13+6×12+4×1+1,
34=(2+1)4=24+4×23+6×22+4×2+1,
…
(n+1)4=n4+4n3+6n2+4n+1.
将上述等式累加得
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