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自然数列相邻两数的乘积之和的研究

2014-03-10 16:57阅读:
自然数列相邻两数的乘积之和的研究
(2013-3-10)
例1. 1×2 + 2×3 + 3×4 + …… + n(n+1)
=1×(1+1)+2×(2+2)+3×(3+3)+4×(4+4)+……n×(n+n)
=(1+2+3+4+……+n)+(12 +22 +32 +42 +……+n2
= n(n+1)/2 + n(n+1)(2n+1)/6
= n(n+1)( n+2)/3
这就是说,在前n+1个自然数中,所有相邻两数的乘积(除首项1和末项n+1外,其他每项的数既做一次被乘数,又做一次乘数,均出现了2次,共有n项乘积)之和,即
1×2 + 2×3 + 3×4 +…+ n×(n+1)= n(n+1)( n+2)/3。
例2. 观察下面两式,(1)有n+1个加数,(2)有n-1个加数,共有2n项,
1×2 + 3×4 + 5×6 + …… + (2n-1)×2n (1)
2×3 + 4×5 +
+ 2n×(2n+1) (2)
(2)+(1)得2n项的和,
2n(2n+1)( 2n+2)/3 = 4n ( n+1) (2n+1)/3 (3)
(2)-(1)同项次的数相减得,
2×2 + 4×2 + 6×2 + ……+ 2n×2 = 4×(1+2+3+……n)= 2n(n+1) (4)
(3)+(4)得,
2×(2) = 4n( n+1) (2n+1) /3 + 2n(n+1) = 2n( n+1) (4n+5) /3
(2) = n( n+1) (4n+5) /3. (5)
这就是说,在前2n+1个自然数中,所有偶数与紧随其后的奇数的乘积之和为n(n+1)( 4n+5)/3.即
2×3 + 4×5 + … + 2n×(2n+1) = n( n+1) (4n+5) /3.
验证,当n = 2时,在1、2、3、4、5中,2×3 + 4×5 = 2×3×(4×2+5)/3.
(3)-(5)得,
(1) = 4n( n+1) (2n+1) /3 - n( n+1) (4n+5) /3 = n( n+1) (4n-1) /3.
这就是说,在前2n个自然数中,所有奇数与其紧随其后的偶数的乘积之和为n(n+1)( 4n-1)/3. 即
1×2 + 3×4 + … + (2n-1)×2n = n(n+1)( 4n-1)/3.
验证,当n = 2时,在1、2、3、4中,1×2 + 3×4 = 2×3×(4×2-1)/3.

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