架起數學世界的橋梁:自然數任意次方之和與微積分之間的重要關係

2020-12-16 電子通信和數學

前面介紹了任意連續自然數之和,那是非常簡單的,但我們的本意遠不止於此,數學的魅力就在於你意想不到的地方,往往能給你驚人的發現,讓人身心愉悅,沉醉其中,本篇帶你走入一個新的數學領地,請拋棄你慣性的數學思維。

下面我們看自然數平方之和的圖形,明顯是個金字塔形狀

我們都這個稜錐體的體積就是:1/3倍的底乘以高

所以我們就輕而易舉地得到自然數平方的和,結果就是n^2/3,當然這是個近似值,這對於我們實際應用而言,已經足夠了

同理我們繼續看自然數四次方之和

那麼可以把它看成一個四維的金字塔(打開你的想像力),也就是具有邊長為n的立方底的四維金字塔,還有一個高頓n,所以我們得到自然數四次方之和的近似值。

你可以猜測其他的任意指數的自然數之和,這是一個非常有用的近似公式,非常容易記住

我們用高等數學中離散和,來很好的近似得到

如果你感興趣,不妨動手算一算,試一試,非常有用

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