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[Risolto] Dimostrazione per induzione

  

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Heyo, sto facendo pratica sul principio di induzione e sono ancora alle prime armi.

Non riesco a risolvere questo esercizio:
Usando il principio di induzione matematica, provare che per ogni $n \in \mathbb{N}$ vale la formula:

$\displaystyle1^3+2^3+3^3+...+n^3=\left(\frac{n\left(n+1\right)}{2}\right)^2$.

Ecco come ho proceduto:

1) Passo base

$n=0$

$0=0$ OK

2) Passo induttivo

Ipotesi: $\displaystyle1^3+2^3+3^3+...+n^3=\left(\frac{n\left(n+1\right)}{2}\right)^2$.

Tesi: $\displaystyle1^3+2^3+3^3+...+\left(n+1\right)^3=\left(\frac{n+1\left(n+2\right)}{2}\right)^2$

Per l'ipotesi induttiva:

$\displaystyle\left(\frac{n\left(n+1\right)}{2}\right)^2+\left(n+1\right)^3$

$\displaystyle\left(\frac{n^2\left(n+1\right)^2}{4}\right)+\left(n+1\right)^3$

$\displaystyle\frac{n^2\left(n+1\right)^2+4\left(n+1\right)^3}{4}$

Adesso come continuo per arrivare all'uguaglianza? 🤔

...sempre se è tutto corretto fino a qui 😆 

Grazie in anticipo

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3 Risposte



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"...sempre se è tutto corretto fino a qui"
Formalmente non è corretto, ma funziona lo stesso (lo zero è arrivato alla matematica dopo circa 40000 anni dei numeri naturali; non può farne parte, per motivi storici.).
---------------
"Adesso come continuo per arrivare all'uguaglianza?"
Suggerirei anzitutto di scriverla
* (n*(n + 1)/2)^2 + (n + 1)^3 = ((n + 1)*(n + 2)/2)^2
e poi di manipolarla fino a decidere se rappresenta un'identità o un'equazione.
Se risulta equazione la tesi è falsa.
Se risulta identità la tesi è vera.
------------------------------
* (n*(n + 1)/2)^2 + (n + 1)^3 = ((n + 1)*(n + 2)/2)^2 ≡
≡ (n + 1)^3 = ((n + 1)*(n + 2)/2)^2 - (n*(n + 1)/2)^2 ≡
≡ 4*(n + 1)^3 = (n^2 + 3*n + 2 + n^2 + n)*(n^2 + 3*n + 2 - (n^2 + n)) ≡
≡ 4*(n + 1)^3 = (2*(n + 1)^2)*(2*(n + 1)) ≡
≡ (n + 1)^3 = ((n + 1)^2)*(n + 1) ≡
≡ (n + 1)^3 = (n + 1)^3 ≡ VERO



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Al numeratore raccogli (n+1)^2:

quindi: (n+1)^2(n^2+4(n+1))=(n+1)^2(n^2+4n+4)=

(n+1)^2*(n+2)^2= ((n+1)(n+2))^2

Al denominatore hai 4. In definitiva hai:

((n+1)(n+2)/2)^2

grazie Luciano! 



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Complimenti, fin qui é andata bene

 

metto

(n+1)^2/4 in evidenza

 

(n+1)^2/4 * [ n^2 + 4(n + 1 ) ] =

= (n+1)^2/4 (n^2 + 4n + 4) =

= [(n+1)(n+2)/2]^2

C'ero quasi! 😆 grazie mille! 



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