我們都知道自然數(shù)的平方和公式,利用數(shù)學(xué)歸納法也很容易證明。 連續(xù)自然數(shù)的平方和 但它是怎么推導(dǎo)出來(lái)的呢,恐怕很多人就不知道了。推導(dǎo)方法有很多,我們來(lái)看看國(guó)外某位大神的方法,居然利用三角形的重心,可謂是匠心獨(dú)運(yùn)。 假設(shè)平面上有1+2+……+n個(gè)小球,每個(gè)小球的質(zhì)量都是1,它們均勻排列成一個(gè)倒置的等邊三角形,如下圖所示。為了計(jì)算方便,我們把最下方的小球放在坐標(biāo)(0,1)處。 等邊三角形陣列 將整個(gè)三角形陣列作為一個(gè)整體,考慮其重心位置的y坐標(biāo),有兩種計(jì)算方法。 第一種方法,直接求出所有小球的y坐標(biāo)的平均值,計(jì)算過(guò)程如下: 平均坐標(biāo)法求重心位置 第二種方法,我們知道三角形的重心是三條中線的交點(diǎn),并且這個(gè)交點(diǎn)把每條中線都分成了1:2的兩段。 重心在高度的2/3位置 而整個(gè)三角形的高度是n-1,所以其重心的y坐標(biāo)為: 利用幾何定理求重心位置 兩種計(jì)算方法得到的結(jié)果必然相等,于是我們得到: 自然數(shù)平方和公式推導(dǎo) 這個(gè)推導(dǎo)過(guò)程精彩絕倫,數(shù)學(xué)真是奇妙啊! |
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