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等差数列立方和公式推导过程?

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等差数列的立方和公式推导过程如下:

公式表示

我们需要推导的是前n个自然数的立方和,即公式:

\[

1^3 + 2^3 + 3^3 + \ldots + n^3

\]

观察规律

每一项的立方可以表示为连续的奇数之和。例如:

\[

1^3 = 1 = 1

\]

\[

2^3 = 8 = 1 + 3 + 5

\]

\[

3^3 = 27 = 1 + 3 + 5 + 7 + 9

\]

由此可以推测,前n项的立方和可以表示为前n个奇数的和。

奇数和公式

前n个奇数的和可以表示为:

\[

1 + 3 + 5 + \ldots + (2n-1)

\]

这个和是一个等差数列,其首项为1,末项为2n-1,项数为n。根据等差数列求和公式:

\[

S = \frac{n}{2} \times (首项 + 末项) = \frac{n}{2} \times (1 + (2n-1)) = \frac{n}{2} \times 2n = n^2

\]

立方和公式

因此,前n个自然数的立方和为:

\[

1^3 + 2^3 + 3^3 + \ldots + n^3 = 1^2 + 2^2 + 3^2 + \ldots + n^2

\]

而前n项平方和的公式为:

\[

\sum_{i=1}^n i^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}

\]

结论

所以,等差数列前n项的立方和公式为:

\[

1^3 + 2^3 + 3^3 + \ldots + n^3 = \left( \frac{n(n+1)}{2} \right)^2

\]

综上所述,通过观察和推导,我们得到了等差数列前n项的立方和公式为:

\[

1^3 + 2^3 + 3^3 + \ldots + n^3 = \left( \frac{n(n+1)}{2} \right)^2

\]