
生活中遇见的三角数
1672年,莱布尼茨的好友惠更斯正同别人进行一场数学竞赛,题目如下:
求三角数1,3,6,10,...,½n(n+1)...的倒数和。
第一个三角数是1,第二个三角数是1+2=3,第三个是1+2+3=6,通项公式是aₙ=½n(n+1).题目问的是三角数的倒数怎么求和。
莱布尼茨知道后觉得题目很有意思,两天之后,他给出了一个极巧妙的解法。
在揭晓答案之前,让我们先从一道小学数学题谈起。
计算:

本题很简单,可以看作下图。

小学生可以用数形结合的解法,直观易懂。

也可以用代数解法。
设S=(1)式,则有(2)式。(2)-(1)因为相同项抵消就只剩下首尾两项,即得到(3)式。

本题结论可以推广到2的n次幂的倒数。

如果学过等比数列,可以用公式直接写出本题答案。
如果题目是无限级数,则有以下结论:

接下来请看莱布尼茨的巧妙解法。“17世纪的亚里士多德”独具慧眼,巧妙地把未知的三角数倒数和转化为熟悉的2的n次幂倒数和。

所以,数学竞赛题的答案是2.
莱布尼茨对单位分数的性质有精深的研究,古代中国有贾宪三角形,西方有帕斯卡三角形,莱布尼茨三角形了解一下。
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文中配图有11层高的莱布尼茨三角形。
科学尚未普及,媒体还需努力。感谢阅读,再见。