1+2+3+⋯+k=21k(k+1) であるから、 1+2+3+⋯+k1=21k(k+1)1=k(k+1)2 次に、k(k+1)2 を部分分数分解する。 k(k+1)2=2(k1−k+11) S=∑k=1n2(k1−k+11)=2∑k=1n(k1−k+11) この和を展開すると、
S=2[(11−21)+(21−31)+(31−41)+⋯+(n1−n+11)] これはtelescoping sum(隣り合う項が打ち消しあう和)なので、最初の項と最後の項だけが残る。
S=2(1−n+11) S=2(n+1n+1−1)=2(n+1n)=n+12n