让我们来探索如何计算数列 1²+2²+…+100² 的求和结果。
首先,我们可以引用一个著名的数学公式来简化计算过程:对于任意的正整数 n,数列 1²+2²+…+n² 的求和结果可以表示为 n(n+1)(2n+1)/6。
这个公式是平方和求和的通用表达式,在数学中有着广泛的应用。虽然这个结论可以直接应用于计算,但了解其背后的证明过程同样重要。
为了证明这个公式,我们可以采用数学归纳法这一数学证明技巧。
虽然数学归纳法通常在初中阶段并未正式学习,但通过了解其基本思想,我们可以更好地掌握数学证明的方法。
现在,让我们通过数学归纳法来证明 1²+2²+…+n² = n(n+1)(2n+1)/6 这一公式。
首先,当 n=1 时,根据公式,左侧为 1²,右侧为 1(1+1)(2*1+1)/6,计算后两者相等,因此公式在 n=1 时成立。
接下来,我们假设当 n=k 时公式成立,即 1²+2²+…+k² = k(k+1)(2k+1)/6。
现在,我们需要证明当 n=k+1 时公式同样成立。
根据公式,当 n=k+1 时,左侧为 1²+2²+…+k²+(k+1)²,右侧为 (k+1)((k+1)+1)(2(k+1)+1)/6。
将左侧的表达式分解为两部分,即 1²+2²+…+k² 和 (k+1)²,然后根据归纳假设,将 1²+2²+…+k² 替换为 k(k+1)(2k+1)/6。
这样,左侧就变为 k(k+1)(2k+1)/6 + (k+1)²。
接下来,我们需要将右侧的表达式进行展开,即 (k+1)(k+2)(2k+3)/6。
通过展开和简化,我们可以发现左侧和右侧的表达式是相等的,从而证明了当 n=k+1 时公式同样成立。
至此,我们通过数学归纳法证明了对于任意的正整数 n,数列 1²+2²+…+n² 的求和结果可以表示为 n(n+1)(2n+1)/6。
现在,让我们回到最初的问题,即计算 1²+2²+…+100² 的求和结果。
根据我们刚刚证明的公式,当 n=100 时,求和结果为 100(100+1)(2*100+1)/6。
通过计算,我们可以得到最终的答案为 338350。
这个结果表明,数列 1²+2²+…+100² 的求和结果为 338350。