Question
Problem
(a) Use the standard results for summations to show that
∑r=1n(2r−1)2=3n(An2+B)
where A and B are integers to be determined.
(5)
(b) Use the answer to part (a) to determine the value of
252+272+292+⋯+952
You must make your method clear.
(3)
中文翻译
(a) 使用求和标准公式证明
∑r=1n(2r−1)2=3n(An2+B)
其中 A 和 B 是待确定的整数。
(5)
(b) 利用 (a) 的答案确定
252+272+292+⋯+952
的值。必须清楚说明方法。
(3)
解答
(a)
解法一
思路
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先展开 (2r−1)2,把原式拆成 4∑r2−4∑r+∑1。代入标准求和公式并提取公因式 3n,最后与题目指定形式比较。
答题过程
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Using the standard results for summations,
r=1∑n(2r−1)2=====4r=1∑nr2−4r=1∑nr+r=1∑n14[6n(n+1)(2n+1)]−4[2n(n+1)]+n3n[2(n+1)(2n+1)−6(n+1)+3]3n(4n2+6n+2−6n−6+3)3n(4n2−1).
Therefore, comparing with 3n(An2+B),
A=4,B=−1.
(b)
解法一
思路
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通项中的奇数是 2r−1。解 2r−1=25 与 2r−1=95,确定所求范围是第 13 项至第 48 项,再用“前 48 项之和减去前 12 项之和”。
答题过程
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Since
25=2(13)−1
and
95=2(48)−1,
the required sum consists of the 13th to the 48th odd squares. Using part (a),
252+272+⋯+952=====r=1∑48(2r−1)2−r=1∑12(2r−1)2348[4(48)2−1]−312[4(12)2−1]16(9215)−4(575)147440−2300145140.