VD1. Cho n ∈ N*. CMR
1 + 2 + 3 + … + n = $\frac{n(n+1)}{2}$
VD2. CMR
1 + 3 + 5 + … + 2n – 1 = n² ∀n ∈ N*
VD3. CMR
1² + 2² + … + n² = $\frac{n(n +1)(2n+1)}{6}$ ∀n ∈ N*
VD1. Cho n ∈ N*. CMR
1 + 2 + 3 + … + n = $\frac{n(n+1)}{2}$
VD2. CMR
1 + 3 + 5 + … + 2n – 1 = n² ∀n ∈ N*
VD3. CMR
1² + 2² + … + n² = $\frac{n(n +1)(2n+1)}{6}$ ∀n ∈ N*
Đáp án + Giải thích các bước giải:
$\text{VD1.}$
$\text{1 + 2 + 3 + … n = $\dfrac{n(n+1)}{2}$ (1) }$
$\text{Giải:}$
$\text{+) Với n = 1 ta có:}$
$\text{ VT = 1}$
$\text{VP = $\dfrac{1(1+1)}{2}$ = 1}$
$\text{⇒ VT = VP ⇒ (1) đúng với n = 1}$
$\text{+) Giả sử (1) đúng với n = k, k ∈ N*, tức là:}$
$\text{1 + 2 + 3 + … + k = $\dfrac{k(k+1)}{2}$}$ (2)
$\text{Xét: 1 + 2 + … + k + k + 1 = (1 + 2 + … + k ) + k + 1}$
$\text{ = $\dfrac{k(k+1)}{2}$ + k + 1 do (2)}$
$\text{= (k + 1)($\dfrac{k}{2}$ + 1)}$
$\text{= $\dfrac{(k + 1)(k + 2)}{2}$}$
$\text{⇒ (1) đúng với n = k + 1}$
$\text{Theo nguyên lý quy nạp ta suy ra (1) đúng với ∀n ∈ N* ⇒ (đpcm)}$
$\text{VD2.}$
$\text{ 1 + 3 + 5 + … + 2n – 1 = n² (1)}$
$\text{Giải:}$
$\text{+) Với n = 1 ta có:}$
$\text{VT = 1}$
$\text{VP = 1² = 1}$
$\text{⇒ (1) đúng với n = 1}$
$\text{+) Giả sử (1) đúng với n = k, tức là:}$
$\text{$1 + 3 + 5 + … + 2k – 1 = k² ( k ∈ N*) (2)$}$
$\text{Xét: 1 + 3 + 5 + … + 2k – 1 + 2k + 1 = (1 + 3 + … + 2k – 1) + 2k + 1 }$
$\text{= k² + 2k + 1 do (2) }$
$\text{= (k + 1)²}$
$\text{Suy ra (1) đúng với n = k + 1}$
$\text{Theo nguyên lý quy nạp ⇒ (1) đúng với ∀n ∈ N* ⇒ (đpcm)}$
$\text{VD3.}$ $\text{1² + 2² + … + n² = $\dfrac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$ (1)}$
$\text{Giải:}$
$\text{+) Với n = 1 ta có:}$
$\text{VT = 1² = 1}$
$\text{VP = $\dfrac{1(1 + 1)(2 + 1)}{6}$ = 1}$
$\text{⇒ VT = VP ⇒ (1) đúng với n = 1}$
$\text{+) Giả sử (1) đúng với n = k, tức là:}$
$\text{1² + 2² + … + k² = $\dfrac{k(k + 1)(2k + 1)}{6}$ (2)}$
$\text{Ta phải chứng minh (1) đúng với n = k + 1, tức là:}$
$\text{1² + 2² + … + k² + (k + 1)² = $\dfrac{(k+1)(k + 2)(2k + 3)}{6}$ (3)}$
$\text{Thật vậy ta có: 1² + 2² + … + k² + (k + 1)² = (1² + 2² + … + k²) + (k + 1)²}$
$\text{= $\dfrac{k(k + 1)(2k + 1)}{6}$ + (k + 1)² do (2)}$
$\text{= (k + 1)($\dfrac{k(2k + 1)}{6}$ + k + 1)}$
$\text{= $\dfrac{k + 1}{6}$( 2k² + k + 6 + k + 6)}$
$\text{= $\dfrac{k + 1}{6}$ (2k(k + 2) + 3(k + 2)}$
$\text{= $\dfrac{k + 1}{6}$.(k + 2).(2k + 1)}$
$\text{= $\dfrac{(k+1)(k + 2)(2k + 3)}{6}$ }$}$
$\text{ ⇒ (3) đúng}$
$\text{Theo nguyên lý quy nạp ⇒ (1) đúng với ∀n ∈ N* }$
Giải thích các bước giải:
VD3 :
S1 = 1 + 2 + 3 + ….+n = `[n(n + 1)]/2`
ta tính: S2 = 1.2 + 2.3 + 3.4 +…+ n(n+1)
3S2 = 1.2.3 + 2.3.3 + 3.4.3 +..+ n(n+1).3
= 1.2.3 + 2.3.(4-1) + 3.4.(5-2) +..+ n(n+1)(n+2 -(n-1))
= 1.2.3 + 2.3.4 – 1.2.3 + 3.4.5 – 2.3.4 +.. – (n-1)n(n+1) + n(n+1)(n+2)
= n(n+1)(n+2)
vậy S2 = `[n(n+1)(n+2)]/3`
tính S3 = `1^2` + `2^2` + …+ `n^2`
để ý S3 = S2 – S1 = `[n(n+1)(n+2)]/3` – `[n(n + 1)]/2` = `[n(n + 1)(2n + 1)]/6`