Номер 632 — ГДЗ алгебра 9 класс Макарычев

№ 632.

Докажите, что при любом натуральном n верно равенство

1 · 4 + 2 · 7 + 3 · 10 + ... + n(3n + 1) = n(n + 1)2.

💡 Подсказка (без ответа)

Используй метод математической индукции. Сначала проверь равенство для n = 1, затем предположи, что оно верно для n = k, и докажи его справедливость для n = k + 1. При доказательстве шага индукции вынеси общий множитель (k + 1) и упрости выражение в скобках.

Решение по шагам · ✓ ответ сверен

Докажем это равенство методом математической индукции.

Шаг 1: Проверим базу индукции (n = 1)

Левая часть: 1 · 4 = 4 Правая часть: 1 · (1 + 1)² = 1 · 2² = 1 · 4 = 4

Левая часть = Правая часть ✓

Шаг 2: Сформулируем предположение индукции

Предположим, что равенство верно при n = k, то есть: 1 · 4 + 2 · 7 + 3 · 10 + ... + k(3k + 1) = k(k + 1)²

Шаг 3: Докажем, что равенство верно при n = k + 1

Нужно показать, что: 1 · 4 + 2 · 7 + 3 · 10 + ... + k(3k + 1) + (k + 1)(3(k + 1) + 1) = (k + 1)(k + 2)²

Возьмем левую часть. По предположению индукции, сумма первых k членов равна k(k + 1)².

Добавим (k + 1)-й член: k(k + 1)² + (k + 1)(3(k + 1) + 1)

Упростим второе слагаемое: (k + 1)(3k + 3 + 1) = (k + 1)(3k + 4)

Теперь имеем: k(k + 1)² + (k + 1)(3k + 4)

Вынесем (k + 1) за скобки: (k + 1)[k(k + 1) + (3k + 4)]

Упростим выражение в скобках: k(k + 1) + 3k + 4 = k² + k + 3k + 4 = k² + 4k + 4 = (k + 2)²

Получилось: (k + 1)(k + 2)²

Это и есть правая часть для n = k + 1! ✓

Вывод

По методу математической индукции равенство верно для любого натурального числа n.

Ответ: Равенство 1 · 4 + 2 · 7 + 3 · 10 + ... + n(3n + 1) = n(n + 1)² верно при любом натуральном n (доказано методом математической индукции).

← Номер 631 · Номер 633 → · Все номера