初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)

大家肯定都知道这样的求和公式:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(1)

但1到n的正整数的2次幂之和,1到n的正整数的3次幂之和呢?

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(2)

我们可以在诸多渠道可以得到这两个等式的结果是什么,但我们以前的数学先贤们,是如何总结整理出来的结果呢?现在我们来了解一下~

我们总结一下,其实这些都是从1到n的m次幂的求和问题:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(3)

我们先来看下(n 1)^m的展开应该是个什么样子:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(4)

我们逐级将从1到你带入上式,则可以看到:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(5)

以上所有等式,左右相加,则可以得出1到n各级幂之和的相互关系,只要知道1到n低次幂之和公式,即可逐级退出高次幂的公式。

以上解决这个问题的思路,限于篇幅原因,可能不是很好理解。我们来举例说明,取m=3:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(6)

以上从1到n的等式,左右相加,可得:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(7)

整理可得:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(8)

上面推出了正整数的2次幂之和,我们再令m=4,应该可以推出正整数的3次幂之和:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(9)

整理化简,并将刚才我们推出的1到n2次幂之和代入,最后可求得:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(10)

我们只要推出低次幂的和的结果,就可以利用这个结果,逐级算出高次幂的结果。有兴趣的同学可以算一下4次幂的结果:

初中数学计算负次幂的第二种方法(从1到n的正整数的m次幂的求和问题)(11)

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