Ta sẽ chứng minh công thức tổng quát 12 + 22 + 32 +......+ n2 = n(n + 1)(2n + 1)/6
Áp dụng liên tiếp hằng đẳng thức: (k + 1)3 = k3 + 3k2 + 3k + 1 với k lần lượt là 1,2,3,...,n
Ta có:
23 = (1 + 1)3 = 13 + 3.12 + 3.1 + 1
33 = (2 + 1)3 = 23+ 3.22+ 3.2 + 1
43 = (3 + 1)3 = 33 + 3.32+ 3.3 + 1
........................................
(n + 1)3 = (n + 1)3 = n3+ 3.n2 + 3.n + 1
Cộng vế theo vế và rút gọn, ta có:
(n + 1)3= 13 + 3(12 + 22 + 32 +........+ n2) + 3n(n + 1)/2 + n
<=> 3(12 + 22+ 32+........+ n2) = (n + 1)3 − 1 − 3n(n + 1)/2 −n
<=> 3(12 + 22 + 32 +........+ n2) = (2(n + 1)3 − 3n(n + 1) - 2n - 2)/2
<=> 12+ 22 + 32 +........+ n2 = (2(n + 1)3 − 3n(n + 1) - 2n - 2)/6
<=> 12 + 22 + 32 +........+ n2 = (2n3 + 3n2 + n)/6
<=> 12 + 22 + 32 +........+ n2 = n(n + 1)(2n + 1)/6