Question

某学生在观察正整数的前n项平方和公式即1²+2²+3²+…+n²=，n∈N^*时发现它的和为关于n的三次函数，于是他猜想：是否存在常数a，b，1•2²+2•3²+…+n（n+1）²=．对于一切n∈N^*都立？
（1）若n=1，2 时猜想成立，求实数a，b的值．
（2）若该同学的猜想成立，请你用数学归纳法证明．若不成立，说明理由．

Answer

（1）先假设存在符合题意的常数a，b，由n=1，n=2构造个方程求出a，b即可，
（2）再用用数学归纳法证明其是否成立，证明时先证：（1）当n=1时成立．（2）再假设n=k（k≥1）时，成立，即1•22+2•32++k（k+1）2=（3k2+11k+10），再递推到n=k+1时，成立即可．
证明：（1）若n=1，2 时猜想成立，
假设存在符合题意的常数a，b，
在等式1•22+2•32++n（n+1）2
=中，
令n=1，得4=（a+b）①
令n=2，得22=2（2a+b）②
由①②解得a=3，b=5，
（2）于是，对于对于一切正整数n猜想都有
1•22+2•32++n（n+1）2=（3n2+11n+10）（*）成立．
下面用数学归纳法证明：对于一切正整数n，（*）式都成立．
（1）当n=1时，由上述知，（*）成立．
（2）假设n=k（k≥1）时，（*）成立，
即1•22+2•32++k（k+1）2
=（3k2+11k+10），
那么当n=k+1时，
1•22+2•32++k（k+1）2+（k+1）（k+2）2
=（3k2+11k+10）+（k+1）（k+2）2
=（3k2+5k+12k+24）
=[3（k+1）2+11（k+1）+10]，
由此可知，当n=k+1时，（*）式也成立．
综上所述，当a=3，b=5时题设的等式对于一切正整数n都成立．