数列∑1/N^2 求和

Question

从 N=1 加到 N=∞

最后答案含有 π
麻烦写出具体过程。光是一个答案没用啊。

Answer 1

方法一：
将sinx按泰勒级数展开：
sinx＝x－x^3/3!＋x^5/5!－x^7/7!＋ …
于是sinx/x＝1－x^2/3!＋x^4/5!－x^6/7!＋ …
令y＝x^2，有sin√y/√y＝1－y/3!＋y^2/5!－y^3/7!＋ …
而方程sinx＝0的根为0,±π,±2π,…
故方程sin√y/√y＝0的根为π²,(2π)²,…
即1－y/3!＋y^2/5!－y^3/7!＋…＝0的根为π²,(2π)²,…
由韦达定理，常数项为1时，根的倒数和＝一次项系数的相反数
即1/π²＋1/(2π)²＋…＝1/3!
故1＋1/2²＋1/3²＋ … ＝π²/6
方法二：
复变函数的留数问题，令f(z)=1/z^2*cos(πz)/sin(πz).将此函数在以（-n-1/2,-n),（-n-1/2,n),（n+1/2,-n),（n+1/2,n)为顶点的矩形封闭路径上积分，通过各项相消，易知此积分为0.同时由留数定理，此积分=1/2πi*(-π/3+2/π*（1/1^2+1/2^2+1/3^2+...+1/n^2）),两边取极限得 π/3-2/π*∑1/N^2=0，所以∑1/N^2=π²/6

Answer 2

n^2 = n*(n+1)-n

= 1/3*[n(n+1)(n+2) - (n-1)n(n+1)] - n

即:

1^2 = 1/3*(1*2*3-0*1*2)-1

2^2 = 1/3*(2*3*4-1*2*3)-2

3^2 - 1/3*(3*4*5-2*3*4)-3

……………………

求和即：

1/3*(1*2*3-0*1*2 + 2*3*4-1*2*3 + 3*4*5-2*3*4……)-(1+2+3+……)

= n(n+1)(n+2)/3 - n(n+1)/2

因此有：

1^2+2^2+3^2+...+n^2= n(n+1)(2n+1)/6

扩展资料

证明一个与正整数n有关的命题，有如下步骤：

（1）证明当n取第一个值时命题成立；

（2）假设当n=k（k≥n的第一个值，k为自然数）时命题成立，证明当n=k+1时命题也成立。

例：

求证：

1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + .…… + n(n+1)(n+2)(n+3) = [n(n+1)(n+2)(n+3)(n+4)]/5

证明：

当n=1时，有：

1×2×3×4 = 24 = 2×3×4×5/5

假设命题在n=k时成立，于是：

1×2x3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + .…… + k(k+1)(k+2)(k+3) = [k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)]/5

则当n=k+1时有：

1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + …… + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)

= 1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + …… + k(k+1)(k+2)(k+3) + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)

= [k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)]/5 + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)

= (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)*(k/5 +1)

= [(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)(k+5)]/5

即n=k+1时原等式仍然成立，归纳得证。

Answer 3

简单计算一下即可，答案如图所示

Answer 4

n^2 = n*(n+1)-n

= 1/3*[n(n+1)(n+2) - (n-1)n(n+1)] - n

1^2 = 1/3*(1*2*3-0*1*2)-1

2^2 = 1/3*(2*3*4-1*2*3)-2

3^2 - 1/3*(3*4*5-2*3*4)-3

1/3*(1*2*3-0*1*2 + 2*3*4-1*2*3 + 3*4*5-2*3*4……)-(1+2+3+……)

= n(n+1)(n+2)/3 - n(n+1)/2

因此有：1^2+2^2+3^2+...+n^2= n(n+1)(2n+1)/6

数列的函数理解：

①数列是一种特殊的函数。其特殊性主要表现在其定义域和值域上。数列可以看作一个定义域为正整数集N*或其有限子集{1，2，3，…，n}的函数，其中的{1，2，3，…，n}不能省略。

②用函数的观点认识数列是重要的思想方法，一般情况下函数有三种表示方法，数列也不例外，通常也有三种表示方法：a，列表法；b，图像法；c，解析法。其中解析法包括以通项公式给出数列和以递推公式给出数列。

Answer 5

这个就是zeta（2），答案是π^2 /6
正弦函数无穷乘积展开结合Taylor展开或者Fourier级数都可以证明