关于连续自然数的k次方和
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关于连续自然数的k次方和
学夫子
偶然之间想到,也许这个方法比拟有用,对于解决连续自然数的k次方和问题。这个问题我想是每一个学过中学课程的朋友都想过的,我在?阿尔哈曾公式?一文里提到过一种方法。今天来介绍另外一种,应该算是比拟简单的一种。那就是用待定系数法。
我们首先必须要明白的是下面一个道理:
一:假设记f(n)=1k+2k+3k+……+nk。那么f(k)一定是一个次数为k+1的多项式,也就是f(n)可以写成下面的形式
f(n)=A0+A1n+A2n2+A3n3+……+ak+1nk+1
知道了这个的话,我们就可以通过待定系数法求出f(n)的各项系数就行了,从而求出f(n)确实定表达式。除了这个外,我们可以预先了解一些这个多项式的性质。
1:第一个性质就是,A0=0。
为了证明这个,我们可以记f(n)=0k+1k+2k+3k+……+nk。也就是n的范围扩大到自然数,而不仅仅是正整数。显然这不影响f(n)的表达式,从而f(n)仍然为A0+A1n+A2n2+A3n3+……+ak+1nk+1。假设取n=0,那么f(n)=0,从而知道A0=0。
2:f(n)的系数之和A1+A2+A3+……+AK+1=1
这个证明和1一样,你取n=1就行了,这个性质可以拿来检验结果。
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因此,f(k)=A1n+A2n2+A3n3+……+ak+1nk+1。我们可以通过性质1得到一个数论里的结果
f(n)=1k+2k+3k+……+nk一定能被n整除,其中n取自然数。
二:应用举例
我们就来看看上面的性质的具体应用吧!
例1:计算f(1)=1+2+3+……+n
设f(n)=An+(1)=1,f(2)=3,所以有
A+B=1
2A
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