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关于探索规律问题的一个猜想的证明
《中小学数学》(初中版)2009年第9期刊,《再循伽莫夫奇思妙想之迹》一文,笔者研读后,深有启发,特别是文中未证之猜想,颇感有趣,尝试证明,与大家共享.先摘录原文奇思妙想总结:
按正整数顺序排列的一列数:若后一项与前一项的差值为一列常数,则这列数与顺序数的对应关系满足一次函数;若后一项与前一项的差值不为一列常数,再用新数列的后一项与前一项求差(即第二次求差)后为一列常数,则这列数与顺序数的对应关系满足二次函数;若第三次求差后为一列常数,则这列数与顺序数的对应关系满足三次函数;由此猜想,第n次求差后为一列常数,则这列数与顺序数的对应关系满足n次函数.下面以n次函数证明如下: 顺序数列:变量x表示,规律数列:变量y表示,设yf(x)anxnan1xn1a1xa0(其中n为正整数).记第一次操作,规律数列相邻两项后一项与前一项的差为f1(x),第n次求差相邻两项后一项与前一项的差为fn(x),则
f1(x)f(x1)f(x)
an[(x1)nxn]an1[(x1)n1xn1]a1[(x1)x],1n12n2n1n22n3n1an(CnxCnxCn)an1(Cn1xCn1xCn1)a1,anCnx1n1b12xn2b13xn3b1(n2)xb1(n1)xb1n;
2为了说明方便且不失正确性,每次操作后,函数表达式除第一项外,其余各项系数简记为bij(i表示求差的次数,nj表示函数表达式中各项次数).11n2n32b23xb2(n2)xb2(n1)xb2n; f2(x)f1(x1)f1(x)anCnCn1xf3(x)f2(x1)f2(x)anCnCn1Cn2x111n3b34x1n4b3(n2)xb3(n1)xb3n;
2……
fn1(x)fn2(x1)fn2(x)anCnCn1Cn2C2xb(n1)n;
11111fn(x)fn1(x1)fn1(x)anCnCn1Cn2C2C1n!an111.到此,文中的猜想:若是n次函数,则n次求差后为一列常数n!an,n!an…….其中an为n次项系数,n!为n的阶乘.得到圆满证明.