Логика и реальность Другое
доказательство Sn3
Всегда у меня существовала инстинктивная установка, что математика является
средством получения знания. И в качестве средства она сама по себе никогда
не была целью. И поэтому она выступает в качестве фона для целевой
деятельности, чем-то в роде тренировки мозга. Ею занимаешься в качестве
отдыха, развлечения, когда нет других мыслей, а математика ведь
характеризуется бесконечностью материала, который всегда под рукой
Задача. Найти сумму первых n кубов натурального ряда чисел.
Строим таблицу:
n 1 2 3
4 5
6 n3 1 8
27 64 125 216
Sn3
1 9 36 100 225
441 √ 1 3 6
10 15 21 -
2 3 4
5 6 -
1 1 1
1 |
-В
конечном счете, то бишь в последней строке таблицы, во всех случаях
мы получаем постоянное число в разности соседних членов. Например, разность
соседних членов натурального ряда равна единице, четных либо нечетных чисел
- 2. На основании постоянной разности можно построить генератор,
производящий соответствующую последовательность чисел. -Вопрос в том,
как связать вот эту постоянную разность с переменными разностями предшествующих
строк. -В свою очередь, эти переменные разности подчиняются
определенным закономерностям -Вторая снизу таблицы
строка даёт постоянную разность. -Третья снизу строка таблицы
показывает, что разности соседних смежных членов различаются на единицу:
3-1=2, 6-3=3, 10-6=4, 15-10=5, 21-15=6. -Третья снизу строка таблицы
показывает также, что каждый n-й член получается из предыдущего добавлением
значения n: un=un-1+n
(1) Отсюда в качестве следствия получаем un-1=un-
n
(3);
u3=6=u2+n
-Первый член ряда третьей снизу строки предшествующей строки равен
единице, второй член =3. 3-1=2. 2 - это номер u2=3.
u3=6=u2+n;
u4=10=u3+n;
u5=15=u4+n;
u6=21=u5+n
-Значит, что мы определили? - мы определили
формулу, согласно которой, если нам известен предшествующий член, то мы
можем определить последующий. -И тогда, если нам дан
какой-то член ряда и его номер, то мы можем рекурсивно
определить все последующие и все предыдущие члены ряда. -В разности
между соседними членами мы всюду получаем значение n уменьшаемого члена
-Если нам дано n, то этим уже определяются однозначно соответствующие
предыдущий и последующий члены потому, что только между ними имеет место эта
разность, и больше ни между какими другими членами. -Следует
заметить, что если дано n, то оно соответствует в разности уменьшаемому
члену. -Если допустить, что здесь замешаны квадраты, а с квадратами не
получается, то ведь их можно делить на что-то. -Но дело в том, что
эта однозначность для n, о которой ты говорил в твоих попытках получения
закона ряда, она не имеет места. 10-6=4, 40-36=4, 51-47=4 и т.д. и т.д.,
если n=4. Мы получили бесконечное множество вариантов. (тупиковая ветвь
мысли). -Здесь вопрос накопления. Как вся эта хреновня накапливается.
-Тройка образована из единицы и двойки, шестерка образована из единицы,
двойки и тройки, десятка образована из единицы, двойки, тройки и четверки.
15 образовано из суммы 1+2+3+4+5, 21 = 1+2+3+4+5+6. -То есть n-й член
ряда равен сумме n членов натурального ряда.
-Формула суммы первых n членов натурального ряда Sn=(n2+n)/2
(4) -Значит, n-й член нашего ряда un=
(n2+n)/2
(5) -И нам остается только возвести
полученное выражение un в квадрат, и мы
получаем сумму кубов первых n членов натурального ряда: Sn=(n2+n)2/4=n4/4
+ n3/2 + n24
(6)ч.т.д. -Как видим, идея доказательства состояла в том, что
доказательство велось не от ряда кубов чисел, и даже не от данных об их
сумме, но рассматривался ряд, образованный суммой, и, так как он представлял
собой квадраты n, то из квадратов был извлечен корень и получен ряд чисел,
для которого оставалось найти формулу его n-oго члена un.
Когда un был определен, для получения суммы
кубов первых n членов натурального ряда оставалось возвести unв
квадрат: un2 |