自然數的任意次幂之和是一個非常有趣的問題,但也是數學的難點,麥克勞林和歐拉對此進行了系統的研究,最終得到了數值分析中著名的麥克勞林-歐拉公式,因麥克勞林-歐拉公式過于深奧,本篇我們不讨論,僅從一般情況下得到任意次方之和是如何得到的
如連續自然數的4次方之和,它不像一次方,二次方,三次方那樣比較容易得到,4次方計算起來是比較困難的,
我們從一次方,二次方,三次方公式的規律,可以得到自然數的4次方之和公式的前兩項,但剩餘項卻是個未知數
我們将已有的自然數幂之和用S1,S2,S3,...代替
你會發現S3=(s1)^2
為了得到自然數的4次方之和,我們必須引入牛頓二項式定理,
将加号變為負号時,就有
我們重點關注(x-1)^5,當X=1
所以就得到如下的結論
将等号右邊的式子化簡得到
将前4個多項式相加:等号右邊就得到
根據上述規律,n個多項式相加時,就得到n^5
上述,等号左邊的相加,就得到如下結果
我們将S1,S2,S3,的公式帶入,
就得到連續自然數的4次方之和:S4的結論
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