Faulhaberova formula

Faulhaberova formula predstavlja sumu:

Dobila je ime po nemačkom matematičaru Johanu Faulhaberu. Formula se može predstaviti preko Bernulijevih brojeva kao:

Primeri

uredi
 
 
 
 
 
 

Dokaz

uredi

Definišemo li sumu

 

Tada je:

 
 

Pokušajmo sada da   izrazimo u obliku polinoma:

 

Uvrstimo li to u drugi izraz u ovom poglavlju dobijamo:

 

Koristimo binomnu teoremu, pa sledi:

 
 

Dvostruku sumu na levoj strani preuredimo uzimajući u obzir jk:

 

i konačno se dobija:

 

Desna strana je jednaka nuli za j>p, pa je onda   za k>p. Obe strane jednačine množimo sa j!, pa uz korišćenje Pohhamerovoga simbola vredi:

 
 

Supstitucijom k=k'+t i preuređenjem dobija se:

 

odnosno:

 

Za k'=0 je:

 

a to upravo odgovara Bernulijevim brojevima, tako da konačno dobijamo:

 

Veza sa Bernulijevim polinomima

uredi
 

a tu su   Bernulijevi polinomi.

Faulhaberovi polinomi

uredi

Faulhaber je uočio da u slučaju neparnoga p suma

 

predstavlja polinom od

 

Tako je npr:

 
 
 
 
 

Literatura

uredi
  • Faulhaberova formula
  • Donald E. Knuth: Johann Faulhaber and Sums of Powers. Math. Comp. 61 (1993), no. 203, S. 277-294
  • Abramowitz, Milton; Stegun, Irene A., eds. (1965), Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, New York: Dover, ISBN 978-0486612720
  • Bernulijevi brojevi