Lúc nãy ngồi lục lại mấy cuốn sách cũ thì thấy được bài toán sau:
Bài toán: Với mọi số nguyên $n\geq 1$ thì ta có:$\sqrt{\sum_{1}^{n}n^3}=\sum_{1}^{n}n$ (ghi như bình thường là:\sqrt{1^3+2^3+3^3+...+n^3}=1+2+3+...+n).
Ta có:$x^{3}=\left [ \frac{x(x+1)}{2}\right ]^{2}-\left [ \frac{(x-1)x}{2} \right ]^{2}$
Áp dụng đẳng thức trên ta được:
$\sqrt{1^{3}+2^{3}+...+n^{3}}=\sqrt{\left ( \frac{1.2}{2} \right )^{2}-\left ( \frac{0.1}{2} \right )^{2}+\left ( \frac{2.3}{2}^{2} \right )-\left ( \frac{1.2}{2} \right )^{2}+\left [ \frac{n(n+1)}{2} \right ]^{2}-\left [ \frac{n(n-1)}{2} \right ]^{2}}$=
$\sqrt{\left [ \frac{n(n+1)}{2} \right ]^{2}}=\frac{n(n+1)}{2}$(1)
Lại có:1+2+3+...+n=$\frac{n(n+1)}{2}$(2)
Từ (1) (2) suy ra đpcm
Ta còn có cách quy nạp khá hay như sau:
Đầu tiên, ta có đẳng thức cần chứng minh tương đương với:
\begin{equation} \tag{I} \label{eq:I} \left \lbrace \begin{array}{l} 1^3+2^3+\ldots+n^3=(1+2+\ldots+n)^2=S_n \\ 1+2+\ldots +n\geqslant 0 \text{ (vì $n\geqslant 1$ nên luôn thỏa mãn)} \end{array} \right.$ \end{equation}
Hiển nhiên với $n=1$, đẳng thức \eqref{eq:I} đúng ($1^3=1^2$)
Giả sử với $n=k \ \left(k \in \mathbb{N} \right)$, đẳng thức \eqref{eq:I} đúng, tức là ta có:
\begin{equation} \label{eq:1} 1^3+2^3+\ldots+k^3=(1+2+\ldots+k)^2 \end{equation}
Theo nguyên lý quy nạp, để kết thúc bài toán ta cần chứng minh đẳng thức \eqref{eq:I} cũng đúng với $n=k+1$, hay là
\begin{align} & 1^3+2^3+3^3+\ldots+k^3+(k+1)^3=(1+2+3+\ldots+k+k+1)^2 \nonumber \\ \Leftrightarrow \ & 1^3+2^3+3^3+\ldots+k^3+(k+1)^3=(1+2+\ldots+k)^2+(k+1)^2+2(1+2+\ldots+k)(k+1) \nonumber \\ \Leftrightarrow \ &(k+1)^3=(k+1)^2+2(1+2+\ldots+k)(k+1) \text{ (theo \eqref{eq:1} (giả thiết quy nạp))} \nonumber \\ \Leftrightarrow \ &(k+1)^2k-2(1+2+\ldots+k)(k+1)=0 \nonumber \\ \label{eq:2} \Leftrightarrow \ &(k+1)\left[(k+1)k-2(1+2+\ldots+k)\right]=0 \end{align}
Xét với $k$ chẵn thì
\begin{align} 1+2+\ldots+k&=\underbrace{(1+k)+\left[2+\left(k-1\right)\right]+\ldots+\left[\dfrac{k}{2}+\left(\dfrac{k}{2}+1\right)\right]}_{\dfrac{k}{2} \text{ cặp}} \nonumber \\ \label{eq:3} &=\dfrac{k(k+1)}{2}\end{align}
Xét với $k$ lẻ thì $k-1$ sẽ chẵn, khi đó
\begin{align} 1+2+\ldots+(k-1)+k&=\underbrace{\left[1+(k-1)\right]+\left[2+\left(k-2\right)\right]+\ldots+\left[\dfrac{k-1}{2}+\left(\dfrac{k-1}{2}+1\right)\right]}_{\dfrac{k-1}{2} \text{ cặp}} +k \nonumber \\ &= \dfrac{k(k-1)}{2}+k \nonumber \\ &=k\left(\dfrac{k-1}{2}+1\right) \nonumber \\ \label{eq:4} &=\dfrac{k(k+1)}{2}\end{align}
$$\eqref{eq:3},\eqref{eq:4} \Rightarrow 1+2+\ldots+k=\dfrac{k(k+1)}{2}$$
Thế vào \eqref{eq:2} ta được:
\begin{align} & (k+1)\left[\left(k+1\right)k-2.\dfrac{k\left(k+1\right)}{2}\right]=0 \nonumber \\ \Leftrightarrow \ & (k+1).0=0 \quad \text{ (luôn đúng)} \end{align}
Vậy bài toán được chứng minh xong.