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三角形面積公式舉一反三

生活 更新时间:2024-12-21 22:13:38

上一期我們講了整數求和,現在要進一步,講平方和和立方和怎麼算。

自然數列的立方和,前面有講,就是分成塊,拍扁了,再拼一起:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)1

上面的圖片隻畫到了3的立方,那麼3以後呢:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)2

無論畫多少個,答案都是成立的。

算自然數列的平方和就要複雜一些。

之前我們學到過,奇數數列的和,正好等于一個平方數:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)3

那麼反過來,一個平方數,也能夠寫成一個奇數數列。

我們把從1到5的平方拆成奇數數列的和,用不同的顔色表示:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)4

拆完後,紅色方塊有5組,黃色方塊有4組,藍色方塊有3組,綠色方塊有2組,橙色方塊有1組。

同理,如果把從1到n的平方數拆開,長度為1的紅色方塊有n組,長度為3的黃色方塊有n-1組,……,長度為2n-1的方塊有1組。

下一步,我們把兩個n的平方,和紅色方塊擺在一起,可以擺成一個長為2n 1,高為n的長方形:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)5

再把兩個n-1的平方,和黃色方塊擺在一起,就是一個長為2n 1,高為n-1的長方形:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)6

重複這個過程,最後是一個長為2n 1,高為1的長方形:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)7

現在,我們有n個長為2n 1長方形,如果把它們摞在一起:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)8

這個大長方形的橫邊長是2n 1,豎邊長等于1 2 … n。中間的彩色方塊等于1到n的平方和,兩邊的白色方塊又各等于1到n的平方和,所以整個長方形等于1到n的平方和的三倍:

三角形面積公式舉一反三(一張圖就能看懂的數學題)9

這個方法,是由Martin GardnerDan Kalman各自獨立發現的。

二位,請收下我的膝蓋。

最後,給大家一道題目練下手:

像1,1,2,3,5,8,13,…這樣,從第三項起每一項都等于前兩項的和的數列,叫做斐波那契數列,那麼斐波那契數列的平方和該怎麼算?

要看上一期,點這裡:《我來給你講個數學家高斯的故事。。。呸,還是你自己看圖吧》

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