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B1-112 (582)
第8章 数列
812
例題 B1.63n=k-1,k を仮定する数学的帰納法
1
x=t+1 とし,P,="+
t
t"
のn次の多項式で表されることを示せ.
とおく(n=1, 2,... このとき, P.は、
****
812
例題 BI
解答
考え方 自然数nに関する証明については,数学的帰納法を用いる。まずはオーソドック
考えてみよう.
1
(証明)(I) n=1のとき,P,=t+==xより成り立つ。
1
=(xk次の多項式)
(Ink のとき,Pi=+1=(xの
n=k+1 のとき,Pk+1=十
と仮定すると,
Pa =" + p = (++) (+)-(p+++)
=xPk-P-1
ここで,Pa= (xのk次の多項式) と仮定しているから,xPk は xの (+1) 次の多項
Pだけではなく, Ph- の次数についても仮定が必要になる.また, (II)で, n=k-1
ある。しかし、Pro」については、何次式なのかすの多項式なのかもわからない多
wwwwwwwwwwww
とすると, n=1, 2, ...... であるから, k-1≧1 より k≧2 でなければならない。
1
(I) n=1のとき,Pi=t+==xより成り立つ
2
n=2のとき、P=f+1/2=(t+2=x-2より題意は成り立っ
(II)n=k-1,k(k≧2) について、題意が成り立つと仮定する。
(Pk-1 は xの (k-1)次の多項式
数列{α
を満たし
[考え方]
まず
証明
解答
(n≤
のた
3(a
① で
a₁ =
①
a₁=
① 7
ww
a=
し
まり,
と推
2
②
で表されると仮定すると、
(I)
(Ⅱ)
すなわち,
[Phはxの次の多項式
1
tk+1
(+1)-(1+) (+)
=xPk-P-1
ここで,xPk は x (x のん次の多項式)より
xの (k+1) 次の多項式となり, P-1はx (k-1)
次の多項式であるから, Pk+1 は x の (k+1) 次の
多項式となる.
Pk-1 は xの (k-1) 次の多項
式より,
よって, n=k+1のときも題意は成り立つ。
(I), (II)より, すべての自然数nについて題意は成り
立つ.
Pk+1
=(x
+1)次の多項式
mim
-(x
(k-1)次の多職
注)(I)でP」がxの1次の多項式であることだけを示し、(I)の一般的な方法で,P.がsl
2次の多項式であることを示そうとすると, PoP, が必要となり困る。(Pは定
れていない) よって, (I)でP2 も調べておく必要がある.
なお、下の練習 B1.63は, フィボナッチ数列の一般項に関する問題である. (p.1-84参
が
練習
B1.63
nを自然数とするとき, am=-
**** を示せ.
1 √(532-1) = √(57+1)
練習
は整数であること
B1.64
***
➡p.Bl