■台形数(その1)

 1+2=3

 4+5+6=7+8(=15)

 9+10+11+12=13+14+15(=42)

を証明しておきたい.

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 k番目のグループまでの自然数の数は

  3+5+7+・・・+(2k+1)=(k+1)^2−1=p,k^2−1=q

 k番目のグループ和は

  p(p+1)/2−q(q+1)/2

={(k+1)^4−(k+1)^2−k^4+k^2}/2

={4k^3+6k^2+4k+1−2k−1}/2

={2k^3+3k^2+k}

 右辺は第(k+1)^2−k項から第(k+1)^2−1項までの和である.

右辺={(k+1)^2−1+(k+1)^2−k}・k/2

={2k^2+3k+1}・k/2

 よって,左辺=右辺

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