¿Es [matemática] \ suma \ límites_ {k = 1} ^ n (4k + 1) [/ matemática] igual a [matemática] 2n ^ 2 + 3n [/ matemática] o [matemática] 2n ^ 2 + 3n + 1 [ /matemáticas]? ¿De dónde viene el [math] 1 [/ math]?

Si está seguro de que es uno de los dos, puede decidir entre los dos observando la paridad (“rareza” o “uniformidad”). [matemática] \ suma \ límites_ {k = 1} ^ n (4k + 1) [/ matemática] es la suma de los números impares [matemática] n [/ matemática] y, por lo tanto, es impar o par como [matemática] n [/ math] es, respectivamente, impar o par. En otras palabras, tiene la misma paridad que [math] n [/ math]. Ahora, como [matemática] 2n ^ 2 [/ matemática] es siempre par, [matemática] 2n ^ 2 + 3n [/ matemática] tiene la misma paridad tiene [matemática] 3n [/ matemática] que, a su vez, tiene la misma paridad como [matemática] n [/ matemática]. Entonces [matemáticas] 2n ^ 2 + 3n + 1 [/ matemáticas], por supuesto, tiene la paridad opuesta. Entonces la respuesta correcta tiene que ser [matemáticas] 2n ^ 2 + 3n [/ matemáticas].

Pero para encontrar la respuesta desde cero:

[matemáticas] \ text {Sabemos} \ \ sum \ limits_ {k = 1} ^ nk = \ dfrac {n (n + 1)} {2} [/ matemáticas]

[matemática] \ por lo tanto \ sum \ limits_ {k = 1} ^ n (4k + 1) = 4 \ sum \ limits_ {k = 1} ^ nk + \ sum \ limits_ {k = 1} ^ n 1 [/ math ]

[matemáticas] = 4 \ dfrac {n (n + 1)} {2} + n [/ matemáticas]

[matemáticas] = 2n ^ 2 + 2n + n [/ matemáticas]

[matemáticas] = 2n ^ 2 + 3n [/ matemáticas]

Eso es fácil de verificar. Solo vea lo que da para n = 1 o para n = 2. Para n = 1, tienes 5, y para n = 2 tienes 5 + 9 = 14. En ambos casos obtienes [matemáticas] 2n ^ 2 + 3n [/ matemáticas]. Entonces [matemáticas] 2n ^ 2 + 3n + 1 [/ matemáticas] es totalmente erróneo.

Pero veo de dónde viene el 1. Si miras
[matemáticas] \ sum_ {k = 0} ^ n (4k + 1) [/ matemáticas]
en lugar de comenzar la suma en k = 1, entonces tendrías
1 + 5 = 6 para n = 1 y
1 + 5 + 9 = 15 para n = 2. En otras palabras,
[matemáticas] \ sum_ {k = 0} ^ n (4k + 1) = 2n ^ 2 + 3n + 1. [/ matemáticas]

Nota: Verificar los casos en realidad no prueba que ninguna de las fórmulas sea correcta, solo que la otra es incorrecta. Pero, de hecho, la primera fórmula ES correcta para una suma que comienza en [matemáticas] k = 1 [/ matemáticas] y la segunda fórmula ES correcta para una suma que comienza en [matemáticas] k = 0 [/ matemáticas].

Gracias por A2A. No sé qué nuevas ideas, aparte de las respuestas anteriores, puedo agregar, pero lo intentaré con seguridad.

[matemática] \ sum_ {k = 1} ^ {n} k = \ frac {n (n + 1)} {2} [/ matemática] (Esto se puede obtener escribiendo la suma y volviéndola de nuevo, de la misma manera como lo hizo Gauss en su infancia: p)

Entonces, [math] \ sum {4k} = 2n ^ 2 + 2n [/ math], también, [math] \ sum 1 = n [/ math] (Usando la propiedad distributiva de [math] \ sum [/ math], obtenemos la respuesta [matemáticas] 2n ^ 2 + 3n. [/ matemáticas] ¡Espero que esto ayude!

el primero es correcto, no hay forma de sumar 1. La forma más fácil de examinarlo es establecer n = 1, 4 * 1 + 1 = 5, y el primero da 5 que es correcto, este último es igual a 6 que es incorrecto.

2 n ^ 2 + 3n

prueba:

\ sum_ {k = 1} ^ {n} (4k + 1)
= 4 (\ sum_ {k = 1} ^ {n} k) + (\ sum_ {k = 1} ^ {n} 1)
= 4 (n * (n + 1) / 2) + n
= 2n ^ 2 + 2n + n
= 2n ^ 2 + 3 n