2. Математична індукція

Принцип математичної індукції:

Нехай — така множина, що

1. ;

2. 

Тоді

Цей принцип є аксіомою натуральних чисел, а також основою методу математичної індукції.

Метод математичної індукції:

1. Перевіряємо, що деяке твердження справджується для початкового номеру (база індукції).

2. Припускаємо, що це твердження вірне або для деякого номера , або для всіх натуральних чисел, починаючи з , які не перевищують (припущення індукції).

3. Аналізуючи припущення індукції, доводимо, що наше твердження вірне й для наступного номера (індукційний крок).

4. Робимо висновок, що дане твердження вірне для всіх натуральних чисел, починаючи з .

Приклад 1. Методом математичної індукції довести, що для всіх натуральних чисел має місце рівність

Доведення.

1. Рівність вірна при . Дійсно,

2. Припустимо, що рівність виконується для деякого натурального .

3. Доведемо рівність для , тобто

Дійсно,

Згідно з принципом математичної індукції рівність виконується для всіх натуральних чисел.

Приклад 2. Довести методом математичної індукції, що число ділиться на 19 для будь-якого .

Доведення.

1. Твердженя вірне при . Дійсно,

2. Припустимо, що твердження виконується для деякого натурального .

3. Доведемо твердження для тобто перевіримо, що вираз ділиться на 19. Дійсно,

Перший доданок ділиться на 19 за припущеннням, другий доданок теж ділиться на 19. Отже твердження має місце для .

За принципом математичної індукції твердження виконується для всіх натуральних чисел.

Приклад 3 (нерівність Бернуллі). Довести, що при та довільному

Доведення.

1. Нерівність справджується при . Дійсно,

2. Припустимо, що нерівність виконується для деякого натурального .

3. Доведемо нерівність для , тобто

Таким чином, нерівність доведена для всіх натуральних чисел.

Завдання 1

Довести методом математичної індукції рівності:

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

9. 

10. 

11. 

12. 

13. 

14. 

15. 

16. 

17. 

18. 

19. 

20. 

21. 

22. 

23. 

24. 

25. 

26. 

27. 

28. 

29. 

30. 

Завдання 2

Довести методом математичної індукції, що для всіх натуральних

1. ділиться на .

2. ділиться на .

3. ділиться на .

4. ділиться на .

5. ділиться на .

6. ділиться на .

7. ділиться на .

8. ділиться на .

9. ділиться на .

10. ділиться на .

11. ділиться на .

12. ділиться на .

13. ділиться на .

14. ділиться на .

15. ділиться на .

16. ділиться на .

17. ділиться на .

18. ділиться на .

19. ділиться на .

20. ділиться на .

21. ділиться на .

22. ділиться на .

23. ділиться на .

24. ділиться на .

25. ділиться на .

26. ділиться на .

27. ділиться на .

28. ділиться на .

29. ділиться на .

30. ділиться на .

Завдання 3

Довести методом математичної індукції нерівності:

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

9. 

10. 

11. 

12. 

13. 

14. 

15. 

16. 

17. 

18. 

19. 

20. 

21. 

22. 

23. 

24. 

25. 

26. 

27. 

28. 

29. 

30.