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數(shù)學(xué)的奧秘:用微積分可以快速計算出自然數(shù)的任意次方之和

 新用戶07039177 2020-07-14

如下是一個簡單的1到10的自然數(shù)之和:你口算就可以得出結(jié)果

數(shù)學(xué)的奧秘:用微積分可以快速計算出自然數(shù)的任意次方之和

如果用簡單的幾何原理來表示,則每個數(shù)字都可以用單位正方形表示出來,1個正方形表示1,2個正方形表示2,3個正方形表示3........,那么正方形的面積就是

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但是上述的計算。少了n個正方形的一半,所以要加上10/2=5,其結(jié)果就是1到10的自然數(shù)之和

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那么對于1到100的所有自然數(shù)之和等于多少呢?同理,采用上述方法,其結(jié)果就是5050,這正是天才數(shù)學(xué)家高斯8歲時所得到的結(jié)果

數(shù)學(xué)的奧秘:用微積分可以快速計算出自然數(shù)的任意次方之和
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我們將其上升到一個高度,計算1到n的所有自然數(shù)的平方之和

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我們同樣用幾何方法來描述這一原理,只是將單位正方形換成了單位立方體,第一層表示1^2,第二層表示2^2 ,第三層表示3^2........

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上述圖形類似一個四棱錐,棱錐的體積公式就是n^/3

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我們同樣來計算1到n的立方之和,當(dāng)然這是非常困難的

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不用擔(dān)心,我們仿照幾何原理,第一個表示邊長為1的立方體,第二個表示邊長為2的立方體,第三個表示邊長為3的立方體.......最后一個表示邊長為n的的立方體,最終形成了一個超級立方體。

參照上述幾何原理,這個超級立方體的體積就是n^4/4,

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上述一系類的推導(dǎo),就可以推導(dǎo)出1到n的k次方之和約等于

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這正好對應(yīng)x^k的積分公式

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所以數(shù)學(xué)的奧妙非常值得我們?nèi)ヌ剿鳎驗槟銜玫揭庀氩坏降慕Y(jié)果

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