灵魂-放水

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S(n)=1^2+2^2+3^2+……+n^2[转自http://hi.baidu.com/chenteddy]
 

S(n)拆成数字排成的直角三角形:

1
2 2
3 3 3
4 4 4 4
……
n n …… n

这个三角形第一行数字的和为12,第二行数字和为22,……第n行数字和为n2,因此S(n)可以看作这个三角形里所有数字的和



注意上面那个直角三角三角形空缺的部分,将它补全成一个正方形的话,是这样的:

1 1 1 …… 1
2 2 2 …… 2
3 3 3 …… 3
4 4 4 …… 4
……
n n n …… n

这个正方形所有的数字和为n*(1+n)*n/2=n3/2+n2/2

而我们补上的数字是哪些呢?

1 1 1 …… 1         (n-1)个的1
 2 2 …… 2         (n-2)个的2
   3 …… 3         (n-3)个的3
………
         n-1

又一个直角三角形,我们只需算出这个三角形的数字和T(n),再用刚才算的正方形数字和减去它,便能得到要求的S(n),即S(n)=n3/2+n2/2-T(n)。而这个三角形的每一列数字和很好算,第一列是1,第二列是1+2,第三列是1+2+3,……,最后一列(第n-1列)是1+2+3+……+n-1,根据等差数列前n项和公式,这个三角形第n列的数字和是(1+n)*n/2=n2/2+n/2,所以T(n)相当于(12/2+1/2)+(22/2+2/2)+(32/2+3/2)……+[(n-1)2/2+(n-1)/2]
将各个扩号内的第一项和第二项分别相加,得
T(n)=[12+22+32+……+(n-1)2]/2+(1+2+3+……+n-1)/2
=S(n-1)/2+(n-1)*n/4
=S(n-1)/2+n2/4-n/4
也就是说,S(n)=n3/2+n2/2-T(n)
=n3/2+n2/2-S(n-1)-n2/4+n/4
=n3/2+n2/4+n/4-S(n-1)/2   ……①
因为S(n)=12+22+32+……+n2,S(n-1)=12+22+32+……+(n-1)2
可以看出,S(n)=S(n-1)+n2,即S(n-1)=S(n)-n2,代入①式,得到
S(n)=n3/2+n2/4+n/4-S(n)/2+n2/2
3S(n)/2=n3/2+3n2/4+n/4
3S(n)=n3+3n2/2+n/2
S(n)=n3/3+3n2/6+n/6

posted on 2006-11-12 20:52 放水老倌 阅读(2461) 评论(1)  编辑  收藏 所属分类: 成长日记

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# re: 俺也补下数学-S(n)=1^2+2^2+3^2+……+n^2[未登录] 2009-01-30 11:29 ice
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