■未定係数法
高校生の頃,数学や化学の問題に対して未定係数法を使ったことがあるだろう.ここでは,その1例を・・・
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1^2+2^2+3^2+・・・+n^2
について,(未定係数をもつ)3次多項式
an^3+bn^2+cn+d
になるだろうと当たりをつけておく.
[1]n=1を代入
a+b+c+d=1
[2]n=2を代入
8a+4b+2c+d=5
[3]n=3を代入
27a+9b+3c+d=14
[4]n=4を代入
64a+16b+4c+d=30
4元連立方程式を解いて,
a=1/3,b=1/2,c=1/6,d=0
1^2+2^2+3^2+・・・+n^2=n^3/3+n^2/2+n/6
[5]n=5を代入
1^2+2^2+3^2+4^2+5^2=55
5^3/3+5^2/2+5/6=55
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[まとめ]
1^2+2^2+3^2+・・・+n^2=n^3/3+n^2/2+n/6
=n(n+1)(2n+1)/6
=n(n+1/2)(n+1)/3
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