İlk n Kare Sayının Toplamı Hesaplama

Kare toplamlarını formülle bulun.

Nasıl hesaplanır?

Araç 1² + 2² + … + n² toplamını kapalı formülle bulur: S = n × (n + 1) × (2n + 1) / 6; terimleri tek tek toplamaya gerek kalmaz. n, 1'den başlayarak kaç karenin toplanacağını gösterir; son terim n²'dir. En az 1 olan bir tam sayı olmalıdır; sıfır, negatif ve ondalıklı değerler sonuç vermez. Sonuç, binlik ayraçlı kesin bir tam sayıdır. Hesap tam sayılarla yapılır ve son çarpmadan önce 6'ya bölünür, bu yüzden her basamak kesindir. Kabul edilen en büyük n 3.000.000'dur; toplamı 9.000.004.500.000.500.000 eder. Daha büyük değerler 64 bitlik tam sayı sınırını aşacağından yuvarlanmış bir tahmin yerine sonuç gösterilmez.

Örnek hesaplama

1²'den 10²'ye kadar kareleri toplayalım. n = 10, n + 1 = 11 ve 2n + 1 = 21'dir. Üç sayıyı çarpalım: 10 × 11 × 21 = 2.310. 6'ya bölelim: 2.310 / 6 = 385. Hesaplayıcı 385 gösterir. Elle toplamak (1 + 4 + 9 + 16 + 25 + 36 + 49 + 64 + 81 + 100) aynı sonucu verir.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Düz toplamın karesini almak. (1 + 2 + … + n)² küplerin toplamıdır, karelerin toplamı değildir.
  • Sonucu küpler toplamı sanmak. Küpler toplamı n² × (n + 1)² / 4'tür ve çok daha büyüktür.
  • 2n + 1 çarpanını unutmak ya da 2n − 1 kullanmak; bu başka bir seri verir.
  • Serinin 1²'den başka bir yerden başlamasını beklemek. 5²'den 10²'ye toplam için 10'a kadar toplamdan 4'e kadar olanı çıkarın.
  • 10,5 gibi ondalıklı ya da 3.000.000'un üstünde bir değer girmek. Yalnızca bu sınıra kadar olan tam sayı n sonuç verir.

Bu hesaplama hakkında

İlk n tam karenin toplamı, 1² + 2² + 3² + … + n², antik çağdan beri bilinen kapalı formlu bir kısayola sahiptir: n(n+1)(2n+1) ÷ 6, bu formül her terimi tek tek toplamadan tam sonucu verir. Bu, giriş seviyesi cebir ve sayılar teorisi derslerinde, ilk n tam sayının toplamı formülünün yanı sıra matematiksel tümevarımla ispatlanan klasik sonuçlardan biridir.

Bu kapalı form, standart bir ispat alıştırması olmanın ötesinde, istatistikte varyans ve kareli sapmalar toplamı formüllerinin türetilmesinde, fizikte kesikli kuantumlanmış enerji seviyelerinin toplanmasında ve bilgisayar biliminde algoritma zaman karmaşıklığı analizinde ders kitabı örneği olarak karşımıza çıkar; çünkü dış döngü iterasyonu başına n² işlem çalıştıran iç içe bir döngü, tam olarak bu formülü izleyen bir toplam adım sayısı biriktirir.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar

  • İlk yorumu siz yazın.

Popüler hesaplayıcılar

Tüm Hesaplayıcılar