Для доказательства данного равенства воспользуемся формулой суммы первых членов арифметической прогрессии. 1. Анализ последовательности Левая часть представляет собой сумму последовательных целых чисел:
- Первый член ( ): Последний член ( ): Разность ( ):
Определим количество слагаемых. Чтобы найти количество членов от до , вычтем из последнего значения число, предшествующее первому ( ): Таким образом, в выражении ровно слагаемых. 2. Вывод формулы Общая формула суммы членов арифметической прогрессии: Подставим наши значения: Упростим выражение в числителе: Развернутый вид формулы: 3. Доказательство методом математической индукции Чтобы убедиться в истинности равенства для любого натурального , проверим его шаги: Шаг 1: База индукции При :
- Левая часть: Правая часть:
Равенство верно ( ).
Шаг 2: Предположение индукции Предположим, что для равенство выполняется: Шаг 3: Шаг индукции Докажем, что равенство верно для : Используя наше предположение, заменим сумму первых членов: Приведем к общему знаменателю: Разложим числитель на множители: Получаем: Что и требовалось доказать. Итоговая формула: Я могу составить аналогичное доказательство для других числовых последовательностей или геометрических прогрессий, если вам это потребуется.