数学的奥秘:用微积分可以快速计算出自然数的任意次方之和

数学的奥秘:用微积分可以快速计算出自然数的任意次方之和如果用简单的几何原理来表示 则每个数字都可以用单位正方形表示出来 1 个正方形表示 1 2 个正方形表示 2 3 个正方形表示 3

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如下是一个简单的1到10的自然数之和:你口算就可以得出结果

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如果用简单的几何原理来表示,则每个数字都可以用单位正方形表示出来,1个正方形表示1,2个正方形表示2,3个正方形表示3……..,那么正方形的面积就是

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但是上述的计算。少了n个正方形的一半,所以要加上10/2=5,其结果就是1到10的自然数之和

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那么对于1到100的所有自然数之和等于多少呢?同理,采用上述方法,其结果就是5050,这正是天才数学家高斯8岁时所得到的结果

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我们将其上升到一个高度,计算1到n的所有自然数的平方之和

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我们同样用几何方法来描述这一原理,只是将单位正方形换成了单位立方体,第一层表示1^2,第二层表示2^2 ,第三层表示3^2……..

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上述图形类似一个四棱锥,棱锥的体积公式就是n^/3

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我们同样来计算1到n的立方之和,当然这是非常困难的

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不用担心,我们仿照几何原理,第一个表示边长为1的立方体,第二个表示边长为2的立方体,第三个表示边长为3的立方体…….最后一个表示边长为n的的立方体,最终形成了一个超级立方体。

参照上述几何原理,这个超级立方体的体积就是n^4/4,

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上述一系类的推导,就可以推导出1到n的k次方之和约等于

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这正好对应x^k的积分公式

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所以数学的奥妙非常值得我们去探索,因为你会得到意想不到的结果

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