■自然数のグループ和(その1)
{1},{2,3},{4,5,6},{7,8,9,10},{11,12,13,14,15},・・・のようにグループ化し,奇数グループだけを加えると和は平方数になる.
1=1=1^2
1+4+5+6=16=4^2
1+4+5+6+11+12+13+14+15=81=9^2
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k番目のグループまでの自然数の数は
1+2+・・・+k=k(k+1)/2=p,(k−1)k/2=q
k番目のグループ和は
p(p+1)/2−q(q+1)/2
=k(k+1)(k^2+k+2)/8−(k−1)k(k^2−k+2)/8
=k(k^2+1)/2
奇数グループだけを加えると,k=2m−1とおいて,
Σ{(2m−1)^3+(2m−1)}/2
=4Σm^3−6Σm^2+4Σm−Σ1
=m^2(m+1)^2−m(m+1)(2m+1)+2m(m+1)−m
=m{m(m+1)^2−(m+1)(2m+1)+2(m+1)−1}
=m^4
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