Quadratsumme berechnen
Geben Sie den Startwert \(A\) und den Endwert \(B\) ein. Der Rechner addiert \(A^2+(A+1)^2+\cdots+B^2\).
Was ist die Quadratsumme?
Die Quadratsumme ist das Ergebnis der Addition der Quadrate aufeinanderfolgender ganzer Zahlen. Für die ersten \(n\) positiven ganzen Zahlen lautet der Ausdruck:
Es gibt eine geschlossene Formel, mit der das Ergebnis berechnet werden kann, ohne jede einzelne Zahl quadrieren und anschließend addieren zu müssen:
Diese Formel ist eine der wichtigsten endlichen Summenformeln und wird unter anderem in Algebra, Zahlentheorie, Analysis und diskreter Mathematik verwendet.
Quadratsummenformel
In Sigma-Schreibweise lautet die Summe der ersten \(n\) Quadrate:
Die Formel kann auch folgendermaßen geschrieben werden:
Im Zähler stehen die drei Faktoren \(n\), \(n+1\) und \(2n+1\). Anschließend wird durch \(6\) geteilt.
Quadratsumme von A bis B
Wenn der Bereich nicht bei \(1\) beginnt, können zwei kumulative Summen verwendet werden. Zuerst wird die Summe bis \(B\) berechnet. Danach wird die Summe bis \(A-1\) abgezogen.
Durch Einsetzen der Quadratsummenformel ergibt sich:
Damit kann eine vollständige Quadratsumme für einen Bereich berechnet werden, ohne jedes einzelne Quadrat manuell zu erzeugen.
Beispiele für Quadratsummen
Beispiel 1: Die ersten fünf Quadrate
Die ersten fünf positiven Quadratzahlen sind:
Mit der Formel:
Beispiel 2: Quadrate von 3 bis 6
Beispiel 3: Summe der ersten 10 Quadrate
So berechnen Sie eine Quadratsumme
Angenommen, Sie möchten folgende Summe berechnen:
Berechnen Sie zunächst die kumulative Summe bis \(7\):
Berechnen Sie anschließend die kumulative Summe bis \(3\):
Ziehen Sie die beiden Summen voneinander ab:
Daher gilt:
Quadratsummen und Sigma-Schreibweise
Die Sigma-Schreibweise bietet eine kompakte Möglichkeit, eine Quadratsumme darzustellen:
Für einen Bereich, der bei \(A\) beginnt und bei \(B\) endet:
Die entsprechende geschlossene Formel lautet:
Wichtige Eigenschaften von Quadratsummen
So verwenden Sie den Quadratsummen Rechner
- Geben Sie die Startzahl \(A\) ein.
- Geben Sie die Endzahl \(B\) ein.
- Stellen Sie sicher, dass \(A\leq B\) gilt.
- Klicken Sie auf Quadratsumme berechnen.
- Überprüfen Sie die Gesamtsumme, die einzelnen Quadrate und die Berechnung mit der Formel.
Wenn Sie beispielsweise \(A=1\) und \(B=5\) eingeben, wird folgende Summe berechnet:
Quadratsumme im Vergleich zur Kubiksumme
Beide sind Beispiele für Potenzsummen. Der wichtigste Unterschied ist der Exponent.
\[ \text{Kubiksumme: } \sum_{k=1}^{n}k^3 = \left(\frac{n(n+1)}{2}\right)^2 \]
Für höhere Potenzen werden die entsprechenden Formeln zunehmend komplexer. Summe bietet außerdem einen allgemeinen Potenzsummen Rechner für Potenzsummen.
Weitere Summe Rechner
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Häufig gestellte Fragen
Wie lautet die Formel für die Quadratsumme?
Die Summe der ersten \(n\) positiven Quadratzahlen lautet:
Wie berechnet man die Quadratsumme von A bis B?
Für nichtnegative ganze Zahlen \(A\) und \(B\), wobei \(A\leq B\) gilt:
Wie groß ist die Summe der ersten 10 Quadrate?
Die Summe beträgt:
Wie groß ist die Quadratsumme von 1 bis 100?
Mit der Quadratsummenformel:
Kann ich Quadrate innerhalb eines Zahlenbereichs berechnen?
Ja. Geben Sie die Start- und Endzahl in den Rechner ein. Er berechnet jedes Quadrat innerhalb des Bereichs und liefert anschließend die Gesamtsumme.
Was ist \(0^2\)?
Null zum Quadrat ist null:
Wenn daher eine Quadratsumme bei null beginnt, verändert das Einbeziehen von null die Gesamtsumme nicht.