本人幼儿园,小学数学题求助

灌水区

reclusive @ 2024-11-29 22:25:17

求化简:

\sum_{i=1}^n \prod_{j=1}^i \gcd(i,j)

之前好像在洛谷上见到过这题,有人可以找到原题吗?


by dg114514 @ 2024-11-29 22:35:26

《幼儿园橙名绿勾》


by ssdhnd @ 2024-11-29 23:15:08

@reclusive

AI曰:

\displaystyle\sum_{i=1}^n i!

by ssdhnd @ 2024-11-29 23:19:16

证明:AI说的

  1. 首先分析表达式中的符号含义:
    • 表达式中的求和符号 \displaystyle\sum 是对 i1n 进行求和,而对于每一个 i,连乘符号 \prod 是对 j1i 进行连乘。
  2. 展开表达式来看:
    • n = 1 时,表达式为 \displaystyle\sum_{i = 1}^{1} \prod_{j = 1}^{1} \gcd(1, 1),即 \gcd(1, 1)=1
    • n = 2 时,表达式为 \displaystyle\sum_{i = 1}^{2} \prod_{j = 1}^{i} \gcd(i, j)
      • i = 1 时,\displaystyle\prod_{j = 1}^{1} \gcd(1, 1)=1
      • i = 2 时,\displaystyle\prod_{j = 1}^{2} \gcd(2, j)=\gcd(2, 1) \times \gcd(2, 2)=1\times2 = 2
      • 所以当 n = 2 时,结果为 1+2=3
  3. 一般地,对于给定的 n
    • 我们需要对每一个 i(从 1n)计算 \displaystyle\prod_{j = 1}^{i} \gcd(i, j),然后将这些结果相加。
    • 由于 \gcd(i, i)=i\gcd(i, 1)=1,对于每一个 i,连乘的结果是 1\times\cdots\times(i - 1)\times i(如果 i > 1),如果 i = 1,结果为 1
    • 所以可以简化为 \displaystyle\sum_{i = 1}^{n} i!i! 表示 i 的阶乘)。

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