■おかあさんのための数学教室(その70)
数のパターンをみると,帰納法を使って証明したくなるが,計算しなくても答えがわかる場合が少なくない.なかには計算してはならないものもある.
===================================
1+ 2 +3+・・・+(n−1)+n
+n+(n−1)+・・・・・・・+2 +1=(n+1)×n
したがって
1+2+3+・・・+(n−1)+n=n(n+1)/2
これより
1から100までの数の和は5050である.
1から200までの数の和は20100である.
2から200までの偶数の和は
2+4+・・・+200=2{1+2+・・・+100)=10100
1から199までの奇数の和は20100−10100=10000
1+3+5+・・・+(2n−1)=n^2
たとえば
1+3+5+7+9=5^2
などはグノモンを使って図式説明がなされる.
===================================
1+2=3
4+5+6=7+8
9+10+11+12=13+14+15
16+17+18+19+20=21+22+23+24
25+26+27+28+29+30=31+32+33+34+35
左辺は平方数から始まるが,たとえば,
25+26+27+28+29+30=31+32+33+34+35
から25を除くと
26+27+28+29+30=(31−5)+(32−5)+(33−5)+(34−5)+(35−5)
したがって,
26+27+28+29+30=(31+32+33+34+35)−25
より
25+26+27+28+29+30=31+32+33+34+35
===================================
ここでは,奇数の和を考える.
1=1=1^3
3+5=8=2^3
7+9+11=27=3^3
13+15+17+19=48=4^3
21+23+25+27+29=125=5^5
とれも和は立方数になる.中央には平方数が入る.
21+23+25+27+29=125=5^5
の場合,5数の平均は5^2であるから和は5^3になるというわけである.
===================================
1^3=1=1^2
1^3+2^3=9=3^2
1^3+2^3+3^3=36=6^2
1^3+2^3+3^3+4^3=100=10^2
1^3+2^3+3^3+4^3+5^3=225=15^2
右辺は三角数の2乗になる.
===================================
1+1=2=2^1
1+2+1=4=2^2
1+3+3+1=8=2^3
1+4+6+4+1=16=2^4
1+5+10+10+5+1=32=2^5
===================================