小知识:关于一些常用数列的前缀和公式及其推导

  1. \(a_n = n^2\)
    首先从一个等式入手:

\[(n+1)^3 - n^3 = 3n^2 + 3n + 1 \]

那么直接求和显然也成立了:

\[\sum_{i=1}^n (i+1)^3 - \sum_{i=1}^n i^3 = 3\sum_{i=1}^n i^2 + 3 \sum_{i=1}^n i + \sum_{i=1}^n \]

左边直接错位相减,右边第一项为所求,设为\(S_n\),第二项等差数列求和\(\frac{n(n+1)}{2}\),第三项就是\(n\).

\[(n+1)^3 - 1 = 3S_n + \frac{3n(n+1)}{2} + n \]

\[S_n = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} \]

2.\(a_n = n^3\)
和上一个差不多:

\[(n+1)^4 - n^4 = 4n^3 +6n^2 + 4n + 1 \]

然后几乎完全一致的操作一下:

\[\sum_{i=1}^n (i+1)^4 - \sum_{i=1}^n i^4 = 4\sum_{i=1}^n i^3 + 6\sum_{i=1}^n i^2 + 4\sum_{i=1}^n i + \sum_{i=1}^n \]

\[S_n = (\frac{n(n+1)}{2})^2 \]

\(To \ \ be \ \ continued\)

posted @ 2020-03-15 20:38  锦依卫Lijilai  阅读(1080)  评论(0编辑  收藏  举报