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べき乗の和(2乗・3乗)(集合論の土台)
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/common/word_basis.book
(section 6 まで)
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 \(\sum\) は common/word_basis のもの。
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)
\(n \in \mathbb{M} \Longrightarrow 6 \cdot \sum_{ i \in ( 0 \mathinner{\ldotp\ldotp} n ) } i ^ 2 = n \cdot ( ( n + 1 ) \cdot ( 2 \cdot n + 1 ) )\)
\(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}.\) ,Ax𝕄 ,ax_s ,+𝕄 ,⋅𝕄 ,↑𝕄 ,AxΣ
3 主定理(k = 3)
\(n \in \mathbb{M} \Longrightarrow 4 \cdot \sum_{ i \in ( 0 \mathinner{\ldotp\ldotp} n ) } i ^ 3 = n ^ 2 \cdot ( n + 1 ) ^ 2\)
\(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}.\) ,Ax𝕄 ,ax_s ,+𝕄 ,⋅𝕄 ,↑𝕄 ,AxΣ
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