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等幂求和

等幂求和,即法烏爾哈貝爾公式(英語:Faulhaber's formula),是指求幂数相同的变数之和

常见公式 编辑

  • 三角形數 
  • 正方形數 
  • 調和級數 

一般数列的等幂和 编辑

自然数等幂和 编辑

 

 

 [1]

 [1]

 [1]

 [1]

 [1]

 

 

 

 [1]

 ,其中  ,當m−k為大於1的奇數時, 

 [2],其中 伯努利数

 [3]

奇數等冪和與偶數等幂和 编辑

 

 

 

 

 

 

 

 

多项式求和 编辑

伯努利数也通用於等差数列的等幂和。[4]

 

也可以利用帕斯卡矩阵,把多项式的和写成矩阵相乘。

  [5][6][7]

其中 

也可以将数列表达成组合数然后利用朱世杰恒等式求和。

 [8]

多项式根的等幂和 编辑

 

牛顿公式 编辑

 [9]

组合公式 编辑

 

 

 
 

 

 

 
 

参见 编辑

参考资料 编辑

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等幂求和, 即法烏爾哈貝爾公式, 英語, faulhaber, formula, 是指求幂数相同的变数之和, displaystyle, 目录, 常见公式, 一般数列的等幂和, 自然数等幂和, 奇數等冪和與偶數等幂和, 多项式求和, 多项式根的等幂和, 牛顿公式, 组合公式, 参见, 参考资料常见公式, 编辑三角形數, displaystyle, frac, nbsp, 正方形數, displaystyle, nbsp, 調和級數, displaystyle, frac, gamma, varepsilon, nb. 等幂求和 即法烏爾哈貝爾公式 英語 Faulhaber s formula 是指求幂数相同的变数之和 i 1 n x i m displaystyle sum i 1 n x i m 目录 1 常见公式 2 一般数列的等幂和 2 1 自然数等幂和 2 2 奇數等冪和與偶數等幂和 2 3 多项式求和 3 多项式根的等幂和 3 1 牛顿公式 3 2 组合公式 4 参见 5 参考资料常见公式 编辑三角形數 i 1 n i n n 1 2 displaystyle sum i 1 n i frac n n 1 2 nbsp 正方形數 i 1 n 2 i 1 n 2 displaystyle sum i 1 n 2i 1 n 2 nbsp 調和級數 n 1 k 1 n ln k g e k displaystyle sum n 1 k frac 1 n ln k gamma varepsilon k nbsp 一般数列的等幂和 编辑自然数等幂和 编辑 i 1 n i 0 n displaystyle sum i 1 n i 0 n nbsp i 1 n i 1 n n 1 2 1 2 n 2 1 2 n displaystyle sum i 1 n i 1 frac n n 1 2 frac 1 2 n 2 frac 1 2 n nbsp i 1 n i 2 n n 1 2 n 1 6 1 3 n 3 1 2 n 2 1 6 n displaystyle sum i 1 n i 2 frac n n 1 2n 1 6 frac 1 3 n 3 frac 1 2 n 2 frac 1 6 n nbsp 1 i 1 n i 3 n n 1 2 2 1 4 n 4 1 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n 7 7 15 n 5 2 9 n 3 1 30 n displaystyle sum i 1 n i 8 frac n n 1 2n 1 5n 6 15n 5 5n 4 15n 3 n 2 9n 3 90 frac 1 9 n 9 frac 1 2 n 8 frac 2 3 n 7 frac 7 15 n 5 frac 2 9 n 3 frac 1 30 n nbsp i 1 n i 9 n 2 n 1 2 n 2 n 1 2 n 4 4 n 3 n 2 3 n 3 20 1 10 n 10 1 2 n 9 3 4 n 8 7 10 n 6 1 2 n 4 3 20 n 2 displaystyle sum i 1 n i 9 frac n 2 n 1 2 n 2 n 1 2n 4 4n 3 n 2 3n 3 20 frac 1 10 n 10 frac 1 2 n 9 frac 3 4 n 8 frac 7 10 n 6 frac 1 2 n 4 frac 3 20 n 2 nbsp i 1 n i 10 n n 1 2 n 1 n 2 n 1 3 n 6 9 n 5 2 n 4 11 n 3 3 n 2 10 n 5 66 1 11 n 11 1 2 n 10 5 6 n 9 n 7 n 5 1 2 n 3 5 66 n displaystyle sum i 1 n i 10 frac n n 1 2n 1 n 2 n 1 3n 6 9n 5 2n 4 11n 3 3n 2 10n 5 66 frac 1 11 n 11 frac 1 2 n 10 frac 5 6 n 9 n 7 n 5 frac 1 2 n 3 frac 5 66 n nbsp 1 i 0 n i m 1 k 0 m S k m n k displaystyle sum i 0 n i m 1 sum k 0 m S k m n k nbsp 其中S 0 m 0 displaystyle S 0 m 0 nbsp S m m 1 m displaystyle S m m frac 1 m nbsp 當m k為大於1的奇數時 S k m 0 displaystyle S k m 0 nbsp i 0 n i m 1 m 1 i 0 m m 1 i B i n m 1 i displaystyle sum i 0 n i m 1 over m 1 sum i 0 m m 1 choose i B i n m 1 i nbsp 2 其中B i displaystyle B i nbsp 是伯努利数 i 1 n i m 1 k 0 m L k m n k 1 m 2 L k m r 0 k 1 r m 2 r k 1 r m 1 displaystyle displaystyle sum i 1 n i m 1 sum k 0 m L k m binom n k 1 m 2 left L k m sum r 0 k 1 r binom m 2 r k 1 r m 1 right nbsp 3 奇數等冪和與偶數等幂和 编辑 i 1 n 2 i 1 0 n displaystyle sum i 1 n 2i 1 0 n nbsp i 1 n 2 i 0 n displaystyle sum i 1 n 2i 0 n nbsp i 1 n 2 i 1 1 n 2 displaystyle sum i 1 n 2i 1 1 n 2 nbsp i 1 n 2 i 1 n n 1 displaystyle sum i 1 n 2i 1 n n 1 nbsp i 1 n 2 i 1 2 n 2 n 1 2 n 1 3 displaystyle sum i 1 n 2i 1 2 frac n 2n 1 2n 1 3 nbsp i 1 n 2 i 2 2 n n 1 2 n 1 3 displaystyle sum i 1 n 2i 2 frac 2n n 1 2n 1 3 nbsp i 1 n 2 i 1 3 n 2 2 n 2 1 displaystyle sum i 1 n 2i 1 3 n 2 2n 2 1 nbsp i 1 n 2 i 3 2 n n 1 2 displaystyle sum i 1 n 2i 3 2 left n n 1 right 2 nbsp 多项式求和 编辑 維基教科書中的相關電子教程 組合數求和伯努利数也通用於等差数列的等幂和 4 i 1 n a 1 i 1 d m 1 m 1 i 0 m B i d i 1 m 1 i a n 1 m 1 i a 1 m 1 i displaystyle sum i 1 n a 1 i 1 d m frac 1 m 1 sum i 0 m B i d i 1 m 1 choose i a n 1 m 1 i a 1 m 1 i nbsp 也可以利用帕斯卡矩阵 把多项式的和写成矩阵相乘 k 1 n p k C n 1 C n 2 C n m 1 C 0 0 0 0 C 1 0 C 1 1 0 1 m C m 0 1 m 1 C m 1 C m m p 1 p 2 p m 1 j 1 m 1 C n j D j 1 p 1 displaystyle sum k 1 n p k begin pmatrix C n 1 amp C n 2 amp cdots amp C n m 1 end pmatrix begin pmatrix C 0 0 amp 0 amp cdots amp 0 C 1 0 amp C 1 1 amp cdots amp 0 vdots amp vdots amp ddots amp vdots 1 m C m 0 amp 1 m 1 C m 1 amp cdots amp C m m end pmatrix begin pmatrix p 1 p 2 vdots p m 1 end pmatrix sum j 1 m 1 C n j Delta j 1 p 1 nbsp 5 6 7 其中D p n p n 1 p n displaystyle Delta p n p n 1 p n nbsp 也可以将数列表达成组合数然后利用朱世杰恒等式求和 i 1 n i 2 i 2 i 1 n C i 2 2 C n 1 3 displaystyle sum i 1 n left i 2 i right 2 sum i 1 n C i 2 2C n 1 3 nbsp 8 多项式根的等幂和 编辑主条目 对称多项式 r 1 n x x r r 0 n a r x r 0 s m r 1 n x r m displaystyle prod r 1 n x x r sum r 0 n a r x r 0 s m sum r 1 n x r m nbsp 牛顿公式 编辑 s m a 1 s m 1 a 2 s m 2 a m 1 s 1 m a m 0 displaystyle s m a 1 s m 1 a 2 s m 2 a m 1 s 1 ma m 0 nbsp 9 组合公式 编辑 s m r i 0 m i m r 1 r 2 r n 1 r 1 r 2 r n i 1 n a n i r i displaystyle s m sum r i 0 lfloor frac m i rfloor frac m r 1 r 2 r n 1 r 1 r 2 r n prod i 1 n a n i r i nbsp 取m n 3 displaystyle m n 3 nbsp x 1 3 x 2 3 x 3 3 3 3 1 3 x 1 x 2 x 3 3 3 1 1 1 1 1 x 1 x 2 x 3 x 1 x 2 x 1 x 3 x 2 x 3 3 1 1 1 x 1 x 2 x 3 displaystyle displaystyle x 1 3 x 2 3 x 3 3 frac 3 3 1 3 x 1 x 2 x 3 3 frac 3 1 1 1 1 1 x 1 x 2 x 3 x 1 x 2 x 1 x 3 x 2 x 3 frac 3 1 1 1 x 1 x 2 x 3 nbsp x 1 3 x 2 3 x 3 3 x 1 x 2 x 3 3 3 x 1 x 2 x 3 x 1 x 2 x 1 x 3 x 2 x 3 3 x 1 x 2 x 3 displaystyle x 1 3 x 2 3 x 3 3 x 1 x 2 x 3 3 3 x 1 x 2 x 3 x 1 x 2 x 1 x 3 x 2 x 3 3 x 1 x 2 x 3 nbsp a n m r i 0 m i i 1 m s i r i i r i r i displaystyle a n m sum r i 0 lfloor frac m i rfloor prod i 1 m frac s i r i i r i r i nbsp 取m n 3 displaystyle m n 3 nbsp x 1 x 2 x 3 1 1 3 3 x 1 x 2 x 3 3 1 1 1 1 2 1 1 x 1 x 2 x 3 x 1 2 x 2 2 x 3 2 1 3 1 1 x 1 3 x 2 3 x 3 3 displaystyle displaystyle x 1 x 2 x 3 frac 1 1 3 3 x 1 x 2 x 3 3 frac 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