组合数的新应用

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  中图分类号:G4 文献标识码:A
  本文将会介绍用组合数来表示数列的通项,以及引入“三角图”的概念用来快速求出数列通项和数列的前n项和。
  例1 .求的值。
  思考:对于上式相信大家都不会陌生,由自然数的平方和公式我们可以快速得出上式的值为。下面我们用组合数来证明。
  即=,这说明是自然数平方和的组合数表 示。
  那么是否存在一种方法可以快速得出自然数平方和的组合数表示呢?
  下面引入“三角图”的概念。
  设数列: 其中
  如下图,第一列取(平方次取到),第二列取,第三列取(i=0,1,2,3,……)
  取所在对角线,则,即为,的系数,则可得数列通项
  数列的前n项和即在通项的基础上,将组合数的上下标分别加一,即,与实际符合。
  上述利用“三角图”可以快速得出数列的通项公式以及前n项和公式,下面我们尝试利用“三角圖”解决自然数的三次方和。
  例2:求的值
  解:利用“三角图”求出数列的通项公式
  由上述可知,利用“三角图”可以较方便的得出自然数的n次方和(n=1,2,3,…)
  一般的,对数列,其前m项和可表示为:
  对于数列,其前m项和的组合数前的系数,经总结可得下图所示的三角图表示:
  “三角图”也适用于更一般的数列。
  例3:求数列 1,1+(1+2),1+(1+2)+(1+2+3),…的前n项和。
  解:画三角图如下:
  更一般的,当数列的通项为多项式时,我们依然可以利用“三角图”求解数列的前n项和。
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