Докажите,что при любом натуральном значении n выполняется равенство: 5+6+7+...+(n+4)=

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для доказательства данного равенства воспользуемся формулой суммы первых членов арифметической прогрессии. 1. Анализ последовательности Левая часть представляет собой сумму последовательных целых чисел: 5+6+7++(n+4)5 plus 6 plus 7 plus … plus open paren n plus 4 close paren

  • Первый член ( a1a sub 1): 55 Последний член ( ana sub n): n+4n plus 4 Разность ( dd): 11

Определим количество слагаемых. Чтобы найти количество членов от 55 до n+4n plus 4, вычтем из последнего значения число, предшествующее первому ( 44): (n+4)4=nopen paren n plus 4 close paren minus 4 equals nТаким образом, в выражении ровно nn слагаемых. 2. Вывод формулы Общая формула суммы nn членов арифметической прогрессии: Sn=a1+an2ncap S sub n equals the fraction with numerator a sub 1 plus a sub n and denominator 2 end-fraction center dot n Подставим наши значения: Sn=5+(n+4)2ncap S sub n equals the fraction with numerator 5 plus open paren n plus 4 close paren and denominator 2 end-fraction center dot n Упростим выражение в числителе: Sn=n+92n=n(n+9)2cap S sub n equals the fraction with numerator n plus 9 and denominator 2 end-fraction center dot n equals the fraction with numerator n open paren n plus 9 close paren and denominator 2 end-fraction Развернутый вид формулы: Sn=n2+9n2cap S sub n equals the fraction with numerator n squared plus 9 n and denominator 2 end-fraction 3. Доказательство методом математической индукции Чтобы убедиться в истинности равенства для любого натурального nn, проверим его шаги: Шаг 1: База индукции При n=1n equals 1:

  • Левая часть: 1+4=51 plus 4 equals 5 Правая часть: 1(1+9)2=102=5the fraction with numerator 1 open paren 1 plus 9 close paren and denominator 2 end-fraction equals ten-halves equals 5
    Равенство верно ( 5=55 equals 5).

Шаг 2: Предположение индукции Предположим, что для n=kn equals k равенство выполняется: 5+6++(k+4)=k(k+9)25 plus 6 plus … plus open paren k plus 4 close paren equals the fraction with numerator k open paren k plus 9 close paren and denominator 2 end-fraction Шаг 3: Шаг индукции Докажем, что равенство верно для n=k+1n equals k plus 1: 5+6++(k+4)+(k+5)=(k+1)((k+1)+9)2=(k+1)(k+10)25 plus 6 plus … plus open paren k plus 4 close paren plus open paren k plus 5 close paren equals the fraction with numerator open paren k plus 1 close paren open paren open paren k plus 1 close paren plus 9 close paren and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator open paren k plus 1 close paren open paren k plus 10 close paren and denominator 2 end-fraction Используя наше предположение, заменим сумму первых kk членов: k(k+9)2+(k+5)the fraction with numerator k open paren k plus 9 close paren and denominator 2 end-fraction plus open paren k plus 5 close paren Приведем к общему знаменателю: k2+9k+2(k+5)2=k2+9k+2k+102=k2+11k+102the fraction with numerator k squared plus 9 k plus 2 open paren k plus 5 close paren and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator k squared plus 9 k plus 2 k plus 10 and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator k squared plus 11 k plus 10 and denominator 2 end-fraction Разложим числитель на множители: k2+11k+10=(k+1)(k+10)k squared plus 11 k plus 10 equals open paren k plus 1 close paren open paren k plus 10 close parenПолучаем: (k+1)(k+10)2the fraction with numerator open paren k plus 1 close paren open paren k plus 10 close paren and denominator 2 end-fraction Что и требовалось доказать. Итоговая формула: 5+6+7++(n+4)=n(n+9)25 plus 6 plus 7 plus … plus open paren n plus 4 close paren equals the fraction with numerator n open paren n plus 9 close paren and denominator 2 end-fraction Я могу составить аналогичное доказательство для других числовых последовательностей или геометрических прогрессий, если вам это потребуется.

Форма ответа

Ваш аватар