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Probar la suma entera de enteros usando inducción

Esta es una tarea de problema, así que por favor no le den la respuesta de distancia. Tengo que probar el siguiente uso de la inducción matemática:

$\forall n\in\mathbb{Z^+},\;2+4+6+\cdots+2n=n^2+n.$

Esto es lo que tengo hasta ahora:

Deje $P\left(n\right)$ representa a $2+4+6+\cdots+2n=n^2+n$. Desde $P\left(1\right)=\left(1\right)^2+1=2$, $P\left(1\right)$ es cierto. Si $P\left(k\right)$ es cierto para $k\in\mathbb{Z^+}$, luego $P\left(k+1\right)$ es cierto. Por lo tanto \begin{align} n^2+n & = \left(k+1\right)^2+\left(k+1\right)\notag\\ & = k^2 + 2k + 1 + k + 1\notag\\ & = k^2+3k + 2\notag\\ &=\left(k+2\right)\left(k+1\right).\notag \end{align}

Siento que los últimos pasos no hacen justicia. Podría dar una pista para volver a la pista? Gracias por su tiempo,

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Sloan Puntos 1422

Supongamos que$P(k)$ es cierto para algunos$k \in \mathbb{N}$. Es decir, \begin{equation} 2+4+6+\cdots+2k=k^2+k. \end {equation} Ahora, necesitamos usar esto para mostrar \begin{equation} 2+4+6+\cdots+2k+2(k+1)=(k+1)^2+(k+1). \end {equation} Espero que esto ayude.

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Daniel W. Farlow Puntos 13470

Un poco tarde a la fiesta aquí, pero pensé que podría inclinar a compartir algo útil que he aprendido acerca de la suma de los productos/identidades cuando me enteré de inducción, especialmente dado que esta cuestión tiene el proof-writing de etiquetas (sólo voy a centrar en el paso inductivo, como ya se ha establecido en el caso base).

Para la mayoría de los problemas básicos, la idea es "pelar la $k+1$th sumando" y, a continuación, utilizar la hipótesis inductiva adecuadamente, etc. Te voy a dar un ejemplo, en lo concerniente a su problema concreto (ya que usted ya ha aceptado una respuesta, me imagino que ya han demostrado el resultado).

Usted está tratando de mostrar que $$ 2+4+6+\cdots+2n=n^2+n\etiqueta{1} $$ for all $n\geq 1$, where $n\in\mathbb{Z^+}$. Notice that we can represent $(1)$ by using $\Sigma$-notación: $$ \sum_{i=1}^n 2i=n^2+n.\la etiqueta{2} $$ Por lo tanto, estamos realmente tratando de demostrar que $(2)$ tiene para todos los $n\in\mathbb{Z^+}$. Para este fin, vamos a $P(n)$ denotar la declaración de $$ P(n) : \sum_{i=1}^n 2i=n^2+n. $$ Corregir algunos $k\geq 1$ y asumen $P(k)$ para ser verdad; es decir, $$ P(k) : \sum_{i=1}^k 2i=k^2+k $$ sostiene. Para ser mostrado es que $P(k+1)$, donde $$ P(k+1) : \sum_{i=1}^{k+1} 2i=(k+1)^2+(k+1), $$ de la siguiente manera. Comenzando con el lado izquierdo de $P(k+1)$, \begin{align} \sum_{i=1}^{k+1} 2i &= \underbrace{\sum_{i=1}^k 2i + 2(k+1)}_{\text{"peel off the %#%#%th summand"}}\tag{by definition of %#%#%}\\[1em] &= (k^2+k) + 2(k+1)\tag{by %#%#%, the ind. hyp.}\\[1em] &= (k+1)^2+(k+1),\tag{manipulate expression} \end{align} terminamos con el lado derecho de la $k+1$.

Así, por inducción matemática, la declaración de $\Sigma$ mantiene para todos $P(k)$. $P(k+1)$

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Valentino Puntos 578

Creo que esto podría ayudarte.

Sugerencia:$\sum2n=2\sum n$, pero$\sum n=\frac{n^{2}+n}{2}$.

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