Номер 629 — ГДЗ алгебра 9 класс Макарычев

№ 629.

Проверьте, что при n = 1, 2, 3 верна формула 13 + 23 + 33 + ... + n3 = $$\frac{n^2(n + 1)^2}{4}$$. Докажите, что эта формула верна при любом натуральном n.

💡 Подсказка (без ответа)

Для проверки подставьте каждое значение n в обе части формулы и посчитайте. Для доказательства используйте метод математической индукции: проверьте базу (n = 1), предположите верность для n = k, а затем докажите для n = k + 1.

Решение по шагам · ✓ ответ сверен

Проверим формулу для конкретных значений n, а потом докажем её в общем виде.

Часть 1. Проверка для n = 1, 2, 3

Формула: 1³ + 2³ + 3³ + ... + n³ = n²(n+1)²/4

При n = 1:

Левая часть: 1³ = 1

Правая часть: 1² · 2² / 4 = 1 · 4 / 4 = 1

1 = 1 ✓

При n = 2:

Левая часть: 1³ + 2³ = 1 + 8 = 9

Правая часть: 2² · 3² / 4 = 4 · 9 / 4 = 36 / 4 = 9

9 = 9 ✓

При n = 3:

Левая часть: 1³ + 2³ + 3³ = 1 + 8 + 27 = 36

Правая часть: 3² · 4² / 4 = 9 · 16 / 4 = 144 / 4 = 36

36 = 36 ✓

Часть 2. Доказательство методом математической индукции

Шаг 1. База индукции

Для n = 1 мы уже проверили, что формула верна.

Шаг 2. Индукционное предположение

Предположим, что формула верна при n = k, то есть:

1³ + 2³ + 3³ + ... + k³ = k²(k+1)²/4

Шаг 3. Индукционный переход

Докажем, что формула верна при n = k + 1, то есть:

1³ + 2³ + 3³ + ... + k³ + (k+1)³ = (k+1)²(k+2)²/4

Назовём левую часть L:

L = k²(k+1)²/4 + (k+1)³

Вынесем (k+1)² за скобки:

L = (k+1)² · [k²/4 + (k+1)]

Приведём к общему знаменателю в скобках:

L = (k+1)² · [k²/4 + 4(k+1)/4]

L = (k+1)² · [k² + 4k + 4]/4

Заметим, что k² + 4k + 4 = (k+2)²

L = (k+1)² · (k+2)²/4

Это точно соответствует формуле для n = k + 1. Значит, если формула верна для n = k, то она верна и для n = k + 1.

Вывод: По принципу математической индукции формула верна при любом натуральном n.

Ответ: Проверено для n = 1, 2, 3. Доказано методом математической индукции, что формула верна для всех натуральных n.

← Номер 628 · Номер 630 → · Все номера