articles2/77.book
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べき乗の和(2乗・3乗)(集合を使わない土台)
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べき乗の和:\(\sum_{i=0}^{n} i^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}\)(2乗)と \(\sum_{i=0}^{n} i^3 = \left(\frac{n(n+1)}{2}\right)^2\)(3乗)。自然数には割り算が無いので、両辺を 6 倍・4 倍した形で述べる。
和は articles2/Seq の \(f\ \mathrm{sum}\ n\)(第 0 項から第 \(n-1\) 項まで)。\(i = 0, \ldots, n\) の和は \(f\ \mathrm{sum}\ (n+1)\)。
1 準備
3乗の和の帰納法の1歩:\(4u = m^2(m+1)^2\) ならば \(4(u + (m+1)^3) = (m+1)^2(m+2)^2\)。
2乗を ↑ で書いた形(Lar⋅2 の言い換え)。
3乗を ↑ で書いた形(Lar⋅3 の言い換え)。
2 主定理(k = 2)
第 \(i\) 項が \(i^2\) の列 \(f\) について、\(i = 0, \ldots, n\) の和 \(f\ \mathrm{sum}\ (n+1)\) は 6 倍すると右辺になる。
\(\forall i \in \mathbb{M} . f ( i ) = i ^ 2 , n \in \mathbb{M} \Longrightarrow 6 \cdot ( f \sum ( n + 1 ) ) = n \cdot ( ( n + 1 ) \cdot ( 2 \cdot n + 1 ) )\)
\(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}.\) ,ℤ. ,-ℤ ,+ℤ ,Peano1 ,Peano2 ,ℕ. ,INDC ,+𝕄 ,⋅𝕄 ,↑𝕄 ,ℙ.' ,
\(0 \in \mathbb{M}\)
,sum𝕄
3 主定理(k = 3)
第 \(i\) 項が \(i^3\) の列 \(f\) について、\(i = 0, \ldots, n\) の和 \(f\ \mathrm{sum}\ (n+1)\) は 4 倍すると右辺になる。
\(\forall i \in \mathbb{M} . f ( i ) = i ^ 3 , n \in \mathbb{M} \Longrightarrow 4 \cdot ( f \sum ( n + 1 ) ) = n ^ 2 \cdot ( n + 1 ) ^ 2\)
\(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}.\) ,ℤ. ,-ℤ ,+ℤ ,Peano1 ,Peano2 ,ℕ. ,INDC ,+𝕄 ,⋅𝕄 ,↑𝕄 ,ℙ.' ,
\(0 \in \mathbb{M}\)
,sum𝕄
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