立方和公式

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公式

立方和公式

立方差公式

三项立方和公式

推导过程

立方和:

a³+b³

=a³+a²b-a²b+b³

=a²(a+b)-b(a²-b²)

=a²(a+b)-b(a+b)(a-b)
=(a+b)[a²-b(a-b)]

=(a+b)(a²-ab+b²)

立方差:

a3-b3

=a3-b3+a2b-a2b

=a2(a-b)+b(a2-b2)

=a2(a-b)+b(a+b)(a-b)

=[a2+b(a+b)](a-b)

=(a-b)(a2+ab+b2)

完全立方公式

(a-b)³=a³+3ab²-3a²b-b³

分解步骤如下

(a+b)3=(a+b)(a+b)(a+b) = (a2+2ab+b2)(a+b)=a3+3a2b + 3ab2+ b3

解题时常用它的变形

(a+b)3= a3+ b3+ 3ab(a+b) 和 a3+ b3= (a+b)3- 3ab(a+b)

(a-b)³=(a-b)(a-b)(a-b)=(a²-2ab+b²)(a-b)=a³-3a²b+3ab²-b³

立方和累加

正整数范围中

注:可用数学归纳法证明

公式证明

迭代法一

我们知道:

0次方和的求和公式,即

1次方和的求和公式,即

2次方和的求和公式,即——平方和公式,此公式可由同种方法得出,取公式,迭代即得[2]

具体如下:

(k+1)3- k3= (k3+ 3k2+ 3k + 1) - k3= 3k2+ 3k + 1

利用上面这个式子有:

23- 13= 3×12+ 3×1 + 1

33- 23= 3×22+ 3×2 + 1

43- 33= 3×32+ 3×3+ 1

53- 43= 3×42+ 3×4 + 1

……

(n+1)3- n3= 3×n2+ 3n + 1

把上述各等式左右分别相加 得到:

(n+1)3-13= 3×(12+22+32+……+n2) + 3×(1+2+3+……+n)+n×1

n3+ 3n2+ 3n + 1 - 1 = 3×(12+22+32+……+n2)+3×n(n+1)/2+n (1)

其中12+ 22+ 32+ …… + n2= n(n+1)(2n+1)/6

代入(1)式,整理後得 13+ 23+ 33+ …… + n3=[n(n+1)/2]2

迭代法二

取公式:

系数可由杨辉三角形来确定

那么就得出:

…………⑴

…………⑵

…………⑶

…………

…………(n).

于是⑴+⑵+⑶+…+(n)有

左边=

右边=

把以上这已经证得的三个公式代入,

移项后得

等号右侧合并同类项后得

推导完毕。

排列组合法

设数列{}=n(n+1)(n+2),其n项和为,且设=+++…+,则

=1×(1+1)×(1+2)+2×(2+1)×(2+2)+…+n(n+1)(n+2)

=

=

=+3+2

=+3×+2×

=++n(n+1)

=1×(1+1)×(1+2)+2×(2+1)×(2+2)+…+n(n+1)(n+2)

=+++…+

=(+++…+)

=(+++…+)

=(+++…+)

=(++…+)

=…

=

=6

由此得=

因式分解证明

几何验证

图象化立方和公式图象化立方和公式透过绘立体的图像,也可验证立方和。根据右图,设两个立方,总和为[3]

把两个立方体对角贴在一起,根据虚线,可间接得到:

要得到,可使用的空白位置。该空白位置可分割为3个部分:

·

·

·

把三个部分加在一起,便得:

=

=

之后,把减去它,便得:公式发现两个数项皆有一个公因子,把它抽出,并得:

=

可通过完全平方公式,得到:

=

=

这样便可证明:

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