是否存在常数a,b,c使得等式1*2^2+2*3^3+……+n(n+1)^2=n(n+1)(an^2+bn+c)/12,

1个回答

  • 先假设存在

    则当N=1,N=2,N=3时等式能够成立

    N=1时:1*2^2=4=1*2*(a+b+c)/12

    a+b+c=24

    N=2时:4+2*3^2=22=2*3*(4a+2b+c)/12

    4a+2b+c=44

    N=3时:22+3*4^2=3*4*(9a+3b+c)/12

    9a+3b+c=70

    这个方程组的解是a=3 b=11 c=10

    所以如果存在满足条件的a b c一定是这三个数.否则如果连前3项都不满足,一定不存在

    下面证明对于一切N都成立

    N=1时 该等式成立,已证

    假设N=K时该等式能成立则当N=K+1时

    1*2^2+2*3^2+.+k(k+1)^2+(k+1)(k+2)^2 (前K项和加在一起)

    =k(k+1)(3k^2+11k+10)/12+(k+1)(k+2)^2(提取k+1)

    =(k+1)(3k^3+11k^2+10k+12k^2+48k+48)/12(合并同类项)

    =(k+1)(3k^3+23k^2+58k+48)/12(把两次以后的项拆开,凑一个k+2得因子出来)

    =(k+1)[(3k^3+6k^2)+(17k^2+34k)+(24k+48)](提取k+2)

    =(k+1)(k+2)(3k^2+17k+24)(方法同上凑k+1因子)

    =(k+1)(k+2)[(3k^2+6k+3)+(11k+11)+10]

    =(k+1)(k+2)[3(k+1)^2+11(k+1)+10]

    故对于一切N a=3 b=11 c=10 都能使等式成立