■自然数のグループ和(その4)
{1},{2,3,4},{5,6,7,8,9,10,11,12,13},{14,15,・・・,40},・・・のようにグループ化して加えると和は平方数になる.
1=3^0 (3^0項の和)
2+3+4=3^2 (3^1項の和)
5+6+7+8+9+10+11+12+13=3^4 (3^2項の和)
14+15+・・・+40=3^6 (3^3項の和)
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k番目のグループまでの自然数の数は
1+3+・・・+3^k-1=(3^k−1)/2=p,(3^k-1−1)/2=q
k番目のグループ和は
p(p+1)/2−q(q+1)/2
={(3^k−1)/2}^2/2+(3^k−1)/4−{(3^k-1−1)/2}^2/2−(3^k-1−1)/4
={(3^k−1)/2+(3^k-1−1)/2}{(3^k−3^k-1)/4}+(3^k−3^k-1)/4
={(3^k+3^k-1)/2}{(3^k−3^k-1)/4}
={3^2k−3^2k-2}/8
=3^2k-2{3^2−1}/8=3^2k-2
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