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数学 / 杨辉算法 / 1² + 2² + ... + n²

平方垛

垛积术先问:逐层排成方形的垛,累到第 n 层,共有多少枚?

层数 n

平方垛积 S(n)

现代闭式

111
252·3·5/6
3143·4·7/6
nΣk²n(n+1)(2n+1)/6

平方垛

设第 k 层为 k²,垛积就是 S(n)=Σk²。用差分看,三阶差分为常数,所以闭式是三次多项式。

分步证明Step-by-step proof
1 / 3
  1. 逐层列出 1,4,9,...,先求累积数列。

  2. 累积数列 1,5,14,30 的三阶差分稳定,说明可用三次式表示。

  3. 现代闭式 n(n+1)(2n+1)/6 是对垛积术的压缩写法。

平方垛是从古典堆垛到现代离散积分的入口;它和杨辉三角第三斜列的累加规律相连,也可与帕斯卡恒等式对照。