题目
Problem
- Use the standard results for r=1∑nr2 and r=1∑nr3 to show that, for all positive integers n
∑r=1nr2(r+2)=121n(n+1)(an2+bn+c)
where a, b and c are integers to be determined.
(4)
题目中文翻译
- 利用 r=1∑nr2 和 r=1∑nr3 的标准结果证明,对于所有正整数 n
∑r=1nr2(r+2)=121n(n+1)(an2+bn+c)
其中 a、b 和 c 是待定整数。
解答
解法一
思路
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先展开被加数 r2(r+2)=r3+2r2,把原求和拆成三次方和与平方和。代入两个标准结果后提取公共因子 121n(n+1),再整理括号内的二次式即可确定 a,b,c。
答题过程
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Using the standard results
r=1∑nr2=6n(n+1)(2n+1)
and
r=1∑nr3=(2n(n+1))2,
we have
r=1∑nr2(r+2)====r=1∑nr3+2r=1∑nr24n2(n+1)2+3n(n+1)(2n+1)121n(n+1)×[3n(n+1)+4(2n+1)]121n(n+1)(3n2+11n+4).
This is in the required form, so
a=3,b=11,c=4.