67775830 发表于 2011-10-27 17:51:17

哪有那么复杂,不就是等差数列*6么。---按xyz分别投影,每个投影都是1~n求和(简单堆叠的复杂推算3.jpg )。

王守恩 发表于 2017-2-20 12:42:54

1,小方块总数。
    1层:1×1=1=1
    2层:2×2=4=1+3
    3层:3×3=9=1+3+5
    4层:4×4=16=1+3+5+7
    5层:5×5=25=1+3+5+7+9
    6层:6×6=36=1+3+5+7+9+11
    7层:7×7=49=1+3+5+7+9+11+13
    8层:8×8=64=1+3+5+7+9+11+13+15
    ………………
说明,我们可以把每层拆散,在平面上重新拼成一个正方形。




2,可见表面积。
    1层:1×2÷2×5=5=5×1
    2层:2×3÷2×5=15=5×(1+2)
    3层:3×4÷2×5=30=5×(1+2+3)
    4层:4×5÷2×5=50=5×(1+2+3+4)
    5层:5×6÷2×5=75=5×(1+2+3+4+5)
    6层:6×7÷2×5=105=5×(1+2+3+4+5+6)
    7层:7×8÷2×5=140=5×(1+2+3+4+5+6+7)
    8层:8×9÷2×5=180=5×(1+2+3+4+5+6+7+8)
    ………………
说明,5个面都是一样的,我们可以从上往下看,则有:
    1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+………………

kastin 发表于 2017-2-21 11:43:40

俯视堆叠,将其分解为1个方块和2个方块、3方块……的多组组合,不难发现:
`K_1=1\\K_2=2\times1+1\times 2=4\\K_3=3\times 1+2\times 2+1\times 3=10\\
K_4=4\times 1+3\times 2+2\times 3+1\times 4=20\\
K_5=5\times 1+4\times 2+3\times 3+2\times 4+1\times 5=35 \\ \cdots`
观察规律可知$$\begin{align*}K_n&=n\*1+(n-1)\*2+\cdots+2\*(n-1)+1\*n\\
&=\sum_{i=1}^n(n-i+1)i\\
&=(n+1)\sum_{i=1}^ni-\sum_{i=1}^ni^2\\
&=(n+1)\frac{n(n+1)}{2}-\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}\\
&=\frac{n(n+1)(n+2)}{6}\end{align*}$$
上面只需要观察和自然数求和公式,以及平方和公式的知识就能得到结果,属于初中知识范畴。

事实上,数列 `1,4,10,20,35,\cdots`是一个 `3` 阶等差数列,根据高中数学知识可知,其通项公式是关于 `n` 的 `3` 次多项式,即 `K_n=A n^3+B n^2+ C n `,立马解得 `\D K_n=\frac{1}{6}n^3+\frac{1}{2}n^2+\frac{1}{3}n=\frac{n(n+1)(n+2)}{6}`. 这种方法更快捷。

kastin 发表于 2017-2-21 12:00:09

`S_n`的求解更简单,俯视投影,左投影,右投影可得同样的平面图形,该投影面积为 `\D 1+2+3+\cdots+n=\frac{n(n+1)}{2}`,可视面积就是这个投影面积的倍数。

现在需要知道这个“可视面积”到底指的是“图中可见部分”(即按照图中的固定视角),还是指“堆叠体上下四周都可见”?
如果是前者,那么总可视面积为3倍的这个投影面积$$S_n=\frac{3n(n+1)}{2}$$如果是指后者(从楼主给的结果可见,楼主认为是这种解释),那就是6倍的这个投影面积$$S_n=3n(n+1)$$
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