证明1^2+2^2+3^2+...+n^2=n(n+1)(2n+1)/6,

问题描述:

证明1^2+2^2+3^2+...+n^2=n(n+1)(2n+1)/6,

 方法一:利用立方差公式
    n^3-(n-1)^3=1*[n^2+(n-1)^2+n(n-1)] =n^2+(n-1)^2+n^2-n =2*n^2+(n-1)^2-n
    2^3-1^3=2*2^2+1^2-2
    3^3-2^3=2*3^2+2^2-3
    4^3-3^3=2*4^2+3^2-4
    .
    n^3-(n-1)^3=2*n^2+(n-1)^2-n
    各等式全相加
    n^3-1^3=2*(2^2+3^2+...+n^2)+[1^2+2^2+...+(n-1)^2]-(2+3+4+...+n)
    n^3-1=2*(1^2+2^2+3^2+...+n^2)-2+[1^2+2^2+...+(n-1)^2+n^2]-n^2-(2+3+4+...+n)
    n^3-1=3*(1^2+2^2+3^2+...+n^2)-2-n^2-(1+2+3+...+n)+1
    n^3-1=3(1^2+2^2+...+n^2)-1-n^2-n(n+1)/2
    3(1^2+2^2+...+n^2)=n^3+n^2+n(n+1)/2=(n/2)(2n^2+2n+n+1) =(n/2)(n+1)(2n+1)
    1^2+2^2+3^2+...+n^2=n(n+1)(2n+1)/6
    方法二:另外一个很好玩的做法
    想像一个有圆圈构成的正三角形,
    第一行1个圈,圈内的数字为1
    第二行2个圈,圈内的数字都为2,
    以此类推
    第n行n个圈,圈内的数字都为n,
    我们要求的平方和,就转化为了求这个三角形所有圈内数字的和.设这个数为r
    下面将这个三角形顺时针旋转60度,得到第二个三角形
    再将第二个三角形顺时针旋转60度,得到第三个三角形
    然后,将这三个三角形对应的圆圈内的数字相加,
    我们神奇的发现所有圈内的数字都变成了2n+1
    而总共有几个圈呢,这是一个简单的等差数列求和
    1+2+……+n=n(n+1)/2
    于是3r=[n(n+1)/2]*(2n+1)
    r=n(n+1)(2n+1)/6