קובץ עזר

Download Report

Transcript קובץ עזר

‫אינדוקציה מתמטית‬
‫הילה גלז‬
‫סוגי‬
‫תרגילים‬
‫זהויות‬
‫"מתחלק ב"‬
‫אי‪ -‬שוויון‬
‫סדרות‬
‫רקורסיביות‬
‫יישום‬
‫ההוכחה‬
‫הילה גלז‬
‫הוכח באמצעות אינדוקציה כי לכל ‪ n‬טבעי קיים‪:‬‬
‫𝑛 ‪1 − 3 + 5 − 7 + ⋯ + (−1)𝑛+1 2𝑛 − 1 = (−1)𝑛+1‬‬
‫?‬
‫)‪𝟏 − 𝟑 + 𝟓 … (−𝟏)𝒌+𝟏 (𝟐𝒌 − 𝟏) + (−1)𝑘+1+1 (2(𝑘 + 1) − 1) (−1)𝑘+1+1 (𝑘 + 1‬‬
‫=‬
‫?‬
‫)‪(−𝟏)𝒌+𝟏𝒌 + (−1)𝑘+2 (2(𝑘 + 1) − 1) (−1)𝑘+2 (𝑘 + 1‬‬
‫=‬
‫הילה גלז‬
‫‪n=1‬‬
‫‪,n=k‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪.n=k+1‬‬
‫‪n‬‬
‫!‬
‫הילה גלז‬
‫)‪1 + 2 + 3 + 4 … 2𝑛 = 𝑛(2𝑛 + 1‬‬
‫בדיקה עבור ‪:n=1‬‬
‫הנחת האינדוקציה ‪ -‬הטענה נכונה עבור ‪:n=k‬‬
‫)‪1 + 2 + 3 + 4 + ⋯ + 2𝑘 = 𝑘(2𝑘 + 1‬‬
‫צ"ל‪:‬‬
‫)‪+ 1‬‬
‫)‪1 + 2 + 3 + 4 + ⋯ + 2𝑘 + 𝟐𝒌 + 𝟏 + 𝟐𝒌 + 𝟐 = (𝑘 + 1)(2(𝑘 + 1‬‬
‫הילה גלז‬
‫‪n=1‬‬
‫‪,n=k‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪.n=k+1‬‬
‫‪n‬‬
‫!‬
‫הילה גלז‬
http://www.g-math.co.il/kvachim/algebra/induk/indukt-zugi-izugimat1/index.html
‫הילה גלז‬
‫נוציא ‪ -25‬גורם משותף‪.‬‬
‫‪ 39‬מתחלק ב‪...13-‬‬
‫) 𝑘‪25(23𝑘 + 5‬‬
‫=‬
‫‪13‬‬
‫𝑘‪39 ∙ 23‬‬
‫‪+‬‬
‫‪13‬‬
‫𝒌𝟓 ‪𝟐𝟑𝑲 +‬‬
‫𝟑𝟏‬
‫𝑘‪25∙23𝑘 +39∙23𝑘 +25∙5‬‬
‫‪13‬‬
‫‪64=25+39‬‬
‫‪ 64‬פעמים‪...‬‬
‫=‬
‫𝑘‪64∙23𝑘 +25∙5‬‬
‫‪13‬‬
‫=‬
‫𝑘‪26 ∙23𝑘 +52 ∙5‬‬
‫‪13‬‬
‫סיכום‪:‬‬
‫בדקנו את נכונות הטענה עבור ‪.n=1‬‬
‫על סמך הנחת הנכונות של הטענה עבור ‪ k( n=k‬אי‪-‬זוגי) הוכחנו כי‬
‫הטענה נכונה עבור ‪.n=k+2‬‬
‫לכן‪ ,‬לפי אקסיומת האינדוקציה‪ ,‬הטענה נכונה עבור כל ‪ n‬טבעי אי‪-‬זוגי‪.‬‬
‫הילה גלז‬
‫הוכח באינדוקציה שלכל ‪ n‬טבעי אי זוגי מתחלק בלי שארית ‪ an+bn‬ב‪a+b -‬‬
‫𝑘𝑏 ‪𝑎2 −𝑏2 𝑎𝑘 +𝑏2 𝑎𝑘 +𝑏2‬‬
‫𝑏‪𝑎+‬‬
‫=‬
‫𝑘𝑏 ‪𝑎2 +𝑏2 −𝑏2 𝑎𝑘 +𝑏2‬‬
‫𝑏‪𝑎+‬‬
‫=‬
‫𝑘𝑏 ‪𝑎2𝑎𝑘 + 𝑏2‬‬
‫𝑏‪𝑎+‬‬
‫סיכום‪:‬‬
‫בדקנו את נכונות הטענה עבור ‪.n=1‬‬
‫על סמך הנחת נכונות הטענה עבור ‪ k( n=k‬אי‪-‬זוגי)‪ ,‬הוכחנו כי הטענה‬
‫נכונה עבור ‪.n=k+2‬‬
‫לכן‪ ,‬לפי אקסיומת האינדוקציה‪ ,‬הטענה נכונה עבור כל ‪ n‬טבעי אי‪-‬זוגי‪.‬‬
‫הילה גלז‬
‫מצא את ה‪ n-‬הקטן ביותר‪ ,‬שהחל ממנו אי‪-‬השוויון נכון לכל המספרים הטבעיים הגדולים‬
‫ממנו‪ ,‬והוכח באינדוקציה את אי‪-‬השוויון החל מה‪ n-‬הנ"ל‪:‬‬
‫𝟑)𝟏 ‪(𝒏 +‬‬
‫𝟐‬
‫𝟐‬
‫𝟐‬
‫𝟐‬
‫< 𝒏 ‪𝟏 + 𝟐 + 𝟑 + ⋯+‬‬
‫𝟑‬
‫‪?(𝟏𝟐 + 𝟐𝟐 + 𝟑𝟐 + ⋯ + 𝒌𝟐 +‬‬
‫‪+ 22 + 32 + ⋯ + 𝑘 2 +‬‬
‫‪(𝒌+𝟐)𝟑 2‬‬
‫‪(1‬‬
‫𝟑‬
‫< ‪+ 2𝑛 + 1‬‬
‫‪𝑛2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪(𝑘+1)3‬‬
‫‪3‬‬
‫<‬
‫𝟑)𝟐‪(𝒌+‬‬
‫𝟑‬
‫< ‪k+1)2‬‬
‫‪k+1)2‬‬
‫הילה גלז‬
‫הוכח באינדוקציה שלכל ‪ n‬טבעי‪ ,‬אם‪:‬‬
‫‪,an+1=an+2n+1 ,a1=2‬‬
‫אזי ‪an=n2+1‬‬
‫בדיקה‪...‬‬
‫מה תהיה הנחת האינדוקציה? מה צ"ל?‬
‫הילה גלז‬
‫הוכח באינדוקציה שהחל מ‪ n -‬מסוים‪ ,‬מתקיים אי‪ -‬השוויון‪:‬‬
‫‪𝑎1 = 9‬‬
‫𝑛𝑎 ‪5 +‬‬
‫= ‪𝑎𝑛+1‬‬
‫‪2‬‬
‫אזי ∶ ‪5 ≤ 𝑎𝑛 ≤ 6‬‬
‫הילה גלז‬
‫הוכח באמצעות האינדוקציה המורחבת‪ ,‬שלכל ‪ n‬טבעי‪ ,‬אם‪:‬‬
‫‪𝑎1 = 4‬‬
‫‪𝑎2 = 5‬‬
‫𝑛𝑎 ‪𝑎𝑛+2 = 2𝑎𝑛+1 −‬‬
‫אזי‪𝑎𝑛 = 𝑛 + 3 :‬‬
‫אקסיומת האינדוקציה המורחבת‪ :‬אם הטענה נכונה עבור ‪,n=1,2,…,m‬‬
‫ומההנחה שהיא נכונה עבור ‪ n= k, k+1, … ,k+m-1‬נובע‪ ,‬שהיא נכונה עבור ‪,n= k+m‬‬
‫אז הטענה נכונה עבור כל ‪ n‬טבעי‪.‬‬
‫הילה גלז‬
‫א‪ .‬הוכח באינדוקציה כי לכל ‪ n‬טבעי קיים‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫𝑛‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫⋯‬
‫‪+‬‬
‫=‬
‫‪2⋅3‬‬
‫‪3∙4‬‬
‫‪𝑛+1 𝑛+2‬‬
‫‪𝑛+2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫ב‪ .‬מצא את הסכום‪+ 72 + ⋯ + 870 :‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪42‬‬
‫‪56‬‬
‫הילה גלז‬
http://g-math.co.il/kvachim/algebra/induk/induct-eivar-1-mishtanemat1/index.html
http://www.g-math.co.il/kvachim/algebra/induk/indukt-zugi-izugimat1/index.html
http://g-math.co.il/kvachim/algebra/induk/indukt-ishivionmat2/index.html
http://g-math.co.il/kvachim/algebra/induk/indukt-hiluk%20mat2/index.html
http://g-math.co.il/kvachim/algebra/induk/induct-eivar-1mishtane-mat2/index.html
http://g-math.co.il/kvachim/algebra/induk/indukt-ishivion-evar-1mishtane-mat2/indukt-ishivion-evar-1-mishtane-mat2.swf
‫הילה גלז‬