naytte behöver inte mer hjälp
naytte Online 5022 – Moderator
Postad: 23 dec 2023 15:50 Redigerad: 23 dec 2023 16:22

Stämmer mitt induktionsbevis?

Uppgiften lyder:

Bestäm en sluten formel för den n:te summan då  Sn=12+12·3+13·4+...+1n(n+1) och bevisa den med hjälp av induktion.

Det är ganska enkelt att börja se ett mönster, nämligen Sn=nn+1. Nu gäller det att bevisa denna formel med hjälp av induktion. Jag har gjort på följande vis:

1) Basfall: n=1:

11+1=12n:i=1n1i(i+1)=nn+1\displaystyle \frac{1}{1+1}=\frac{1}{2}\implies \exists n\in \mathbb{N}:\sum_{i=1}^{n}\frac{1}{i(i+1)}=\frac{n}{n+1}

2) Induktionsantagande:

Antag sant för n=k. Visa att detta medför att det är sant för n=k+1. Att visa är då:

i=1k1i(i+1)=kk+1i=1k+11i(i+1)=k+1k+2\displaystyle \sum_{i=1}^{k}\frac{1}{i(i+1)}=\frac{k}{k+1}\implies \sum_{i=1}^{k+1}\frac{1}{i(i+1)}=\frac{k+1}{k+2}.

3) Bevisföringen:

i=1k+11i(i+1)=i=1k1i(i+1)+i=k+1k+11i(i+1)\displaystyle \sum_{i=1}^{k+1}\frac{1}{i(i+1)}=\sum_{i=1}^{k}\frac{1}{i(i+1)}+\sum_{i=k+1}^{k+1}\frac{1}{i(i+1)}

Enligt induktionsantagandet vet vi att:

i=1k1i(i+1)=kk+1\displaystyle \sum_{i=1}^{k}\frac{1}{i(i+1)} = \frac{k}{k+1}

i=1k1i(i+1)+i=k+1k+11i(i+1)=kk+1+i=k+1k+11i(i+1)\displaystyle \implies \sum_{i=1}^{k}\frac{1}{i(i+1)}+\sum_{i=k+1}^{k+1}\frac{1}{i(i+1)}=\frac{k}{k+1}+\sum_{i=k+1}^{k+1}\frac{1}{i(i+1)}

Den sista summan här har ju bara en term så den är enkel att skriva ut:

kk+1+i=k+1k+11i(i+1)=kk+1+1(k+1)(k+2)=k+1k+2\displaystyle \frac{k}{k+1}+\sum_{i=k+1}^{k+1}\frac{1}{i(i+1)}=\frac{k}{k+1}+\frac{1}{(k+1)(k+2)}=\frac{k+1}{k+2}

V.S.V.


Undrar om allting har gått rätt till här och om själva bevisföringen är vattentät. Tack på förhand!

farfarMats 1189
Postad: 23 dec 2023 16:52

Ser helt rätt ut.

Men i mina ögon ser det konstigt ut när du skriver den tillkommande termen för k+1 som en summa, den har ju visserligen samma värde men  det är ju bara en term till.

Svara
Close