上一期我们讲了整数求和,现在要进一步,讲平方和和立方和怎么算。 自然数列的立方和,前面有讲,就是分成块,拍扁了,再拼一起: 上面的图片只画到了3的立方,那么3以后呢: 无论画多少个,答案都是成立的。 算自然数列的平方和就要复杂一些。 之前我们学到过,奇数数列的和,正好等于一个平方数: 那么反过来,一个平方数,也能够写成一个奇数数列。 我们把从1到5的平方拆成奇数数列的和,用不同的颜色表示: 拆完后,红色方块有5组,黄色方块有4组,蓝色方块有3组,绿色方块有2组,橙色方块有1组。 同理,如果把从1到n的平方数拆开,长度为1的红色方块有n组,长度为3的黄色方块有n-1组,……,长度为2n-1的方块有1组。 下一步,我们把两个n的平方,和红色方块摆在一起,可以摆成一个长为2n+1,高为n的长方形: 再把两个n-1的平方,和黄色方块摆在一起,就是一个长为2n+1,高为n-1的长方形: 重复这个过程,最后是一个长为2n+1,高为1的长方形: 现在,我们有n个长为2n+1长方形,如果把它们摞在一起: 这个大长方形的横边长是2n+1,竖边长等于1+2+…+n。中间的彩色方块等于1到n的平方和,两边的白色方块又各等于1到n的平方和,所以整个长方形等于1到n的平方和的三倍: 这个方法,是由Martin Gardner和Dan Kalman各自独立发现的。 二位,请收下我的膝盖。 最后,给大家一道题目练下手:
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