i的二次幂求和

2019-03-22 16:10:28 浏览数 (1)

(i^2)求和

老祖宗告诉我们(sum_{i=1}^n i^2 = frac{n(n 1)(2n 1)}{6})

但是这玩意儿是怎么出来的呢?感觉网上用立方差证明的思路太low了,今天偶然间在Miskcoo大佬的博客中看到了一种脑洞清奇通俗易懂的证明方法

我们要求的是(S_n = sum_{i=1}^n i^2),现在我们对(C_n = sum_{i=1}^n i^3)来进行"扰动"。

首先列一个恒等式

[sum_{i=1}^{n 1} i^3 = C_n (n 1)^3]

这里有个骚操作是把前面的转化一下

[sum_{i=0}^n (i 1)^3 = C_n (n 1)^3]

然后就可以推柿子啦。

[ begin{aligned} sum_{i=0}^n i^3 3i^2 3i 1 &= C_n (n 1)^3\ C_n 3S_n 3frac{n(n 1)}{2} (n 1)&= C_n (n 1)^3\ end{aligned} ]

[ begin{aligned} Rightarrow S_n &= frac{2(n 1)^3 - 3n(n 1)-2(n 1)}{6}\ &=frac{n(2n 1)(n 1)}{6} end{aligned} ]

同时这个方法具有非常强的扩展性,我们也可以推导出(i^k)的公式,但是计算起来的复杂度却是(k^2)的,感觉还是拉格朗日插值(k log k)好用一些

参考资料

幂和

sum

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