微积分逆运算构造求和法

微积分逆运算构造求和法利用 先求导再积分 方法求前 n 项的平方和 立方和 四次方和及高次方和 这个方法更加精准 已知 Sn 1 2 3 n n n 2 求 Sn 1 2 3 n 等于多少 求 Sn 1 2 3 n 等于多少

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利用“先求导再积分”方法求前n项的平方和、立方和、四次方和及高次方和,这个方法更加精准。

已知Sn=1+2+3+……+n=(n²+n)/2,

求(Sn)²=1²+2²+3²+……+n²等于多少?

求(Sn)³=1³+2³+3³+……+n³等于多少?

求(Sn)⁴=1⁴+2⁴+3⁴+……+n⁴等于多少?

解:由已知Sn=1+2+3+……+n=(n²+n)/2

将(Sn)²对未知数n进行求导,得

d((Sn)²)/dn=2*1+2*2+2*3+……+2*n

=2*(1+2+3+……+n)

=2*(n²+n)/2

=n²+n

再对n²+n进行积分,可得

(Sn)²=∫(n²+n)dn=n³/3+n²/2+Cn

令n=1时,1=1/3+1/2+C

解得 C=1/6

将C=1/6代入(Sn)²,因此

(Sn)²=1²+2²+3²+……+n²=n³/3+n²/2+n/6

同理,也将(Sn)³对未知数n进行求导,得

d((Sn)³)/dn=3*1²+3*2²+3*3²+……+3*n²

=3*(1²+2²+3²+……+n²)

=3*(n³/3+n²/2+n/6)

=n³+3n²/2+n/2

再对n³+3n²/2+n/2进行积分,可得:

(Sn)³=∫(n³+3n²/2+n/2)dn

=n⁴/4+n³/2+n²/4+Cn

令n=1时,1=1/4+1/2+1/4+C

解得 C=0

将C=0代入(Sn)³,因此

(Sn)³=1³+2³+3³+……+n³=n⁴/4+n³/2+n²/4

同理,求得:(Sn)⁴=1⁴+2⁴+3⁴+……+n⁴

=n⁵/5+n⁴/2+n³/3-n/30

用这个方法可以求前n项高次方和。

微积分逆运算构造求和法

以上是手写版对(Sn)²求解过程



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