问题
解答题
设S1=12,S2=12+22+12,S3=12+22+32+22+12,…, Sn=12+22+32+…+n2+…+32+22+12,… 用数学归纳法证明:公式Sn=
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答案
证明:因为Sn=12+22+32+…+n2+…+32+22+12,即要证明
12+22+32+…+n2+…+32+22+12=
,(A)n(2n2+1) 3
(Ⅰ)当n=1,左边=1,右=
=1,故(A)式成立1?3 3
(Ⅱ)假设当n=k时,(A)式成立,即
12+22+32+…+k2+…+32+22+12=k(2k2+1) 3
现设n=k+1,在上式两边都加上(k+1)2+k2,得
12+22+32+…+k2+(k+1)2+k2+…+32+22+12=
+(k+1)2+k2,k(2k2+1) 3
=2k3+k+3(k+1)2+3k2 3
=k(2k+1)(k+1)+3(k+1)2 3
=(k+1)(2k2+4k+3) 3
=
.(k+1)[2(k+1)2+1] 3
即证得当n=k+1时(A)式也成立根据(Ⅰ)和(Ⅱ),
(A)式对所有的正整数n都成立,即证得Sn=n(2n2+1) 3