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数列
2枚目の考え方まではわかりました。
その後の計算の仕方が分かりません。
解説お願いします。
(追記: 2023年6月11日11:54)
あ、すみません理解出来たと書きましたが、また疑問が出てきました。3枚目の写真なんですが、式を展開していくと∑のなかにnが出てきてしまいまい,これから先の計算が分かりません。お願いします。
(追記: 2023年6月11日16:58)
修正しました。
(追記: 2023年6月11日17:12)
出来ました!
nの式を定数と考えればよかったんですね。
こんなに大変なら別解の方が圧倒的に楽ですね
回答
こんにちは。初めての方ですね。よろしく!
別解があるのですが、まずはあなたの方法の続きを書きますね。ただし、そうとう面倒な計算になります。
あなたの式=$\sum_{k=1}^{n-1} \Biggl(k \times \bigl((k+1)+(k+2)+ \cdots +(n-1)+n \bigr) \Biggr)$…①
と表せるのは大丈夫ですか?
次に、$ \bigl((k+1)+(k+2)+ \cdots +(n-1)+n \bigr) $ の部分を
$\sum_{i=k+1}^n i$ または
$\sum_{i=1}^{n} i - \sum_{i=1}^k i $
と考えて計算して簡単にします。それを①に代入して、さらにシグマ計算をしていけばでる(はずです、と思います(汗))。
なかなか大変でしょ?
では別解です。そんなの気がつかないよ、などと言わずに、ここで身につけてください。
<別解>
$(1+2+3+ \cdots +n)^2$ 計算することを考えます。
$(1+2+3+ \cdots +n) \times (1+2+3+ \cdots +n) $ を総当たり方式で展開していくことを考えると、今求めようとしているものの2倍とプラスアルファが出てきます。プラスアルファのほうは、同じものの積が余計に出てきてしまいます。また、たとえば5×7と7×5は別に出てきますので、求めるものの2倍になっています。
そう考えると $S=\dfrac{1}{2} \Bigl((1+2+3+ \cdots +n) \times (1+2+3+ \cdots +n) -(1^2+2^2+3^2+\cdots +n^2) \Bigr)$
で求まるのはわかりますか?
あとは自然数の和の公式、2乗の和の公式を使えばいいだけになります!
これでがんばってやってみてください。このような手を使う問題は頻出です!
これで大丈夫ですか?
これを読んだら、わかったとか、まだこのへんがわからないとか、計算が合わないとか、コメント欄に返事を書いてください。それがないと、せっかく書いたものを読んでくれたのかどうか、書いたものが役に立ったのかどうか、が、こちらではわかりませんので。計算が合わないときはあなたがやった計算のノートの写真をアップしてください。間違いを見つけますので。では、返事を待っています!
解説ありがとうございます! ずっと計算の仕方が分からなくてもやもやしていたので助かりました。別解も理解出来ました。確かに別解の方が楽ですね。自力で思いついたのは計算がめんどくさい方法でしたが、これからは別解の方法で解きたい思います。
あ、上のコメント欄に書きました。
シグマの中にnが出てくるのはあとにして、2行目のはじめのシグマのあとに(k×が抜けてますよ。最後に)もね。それでやってみて下さい。
正解にたどり着けてよかったですね!