Zasada indukcji matematycznej pozwala przeprowadzać dowody twierdzeń dotyczących liczb naturalnych.
Dowodem indukcyjnym nazywamy dowód odwołujący się do zasady indukcji matematycznej.
Składa się on z dwóch części:
- najpierw sprawdzamy czy teza którą chcemy dowieść jest prawdziwa dla liczby
- jeżeli tak to przyjmujemy że teza jest także prawdziwa dla pewnej liczby i na tej podstawie dowodzimy, że teza jest prawdziwa również dla liczby
(czyli następnej liczby po k).
PRZYKŁAD
Na tej podstawie jako przykład dowiodę że dla każdej liczby naturalnej prawdziwa jest równość
.
1. Sprawdzamy czy twierdzenie jest prawdziwe dla . Z lewej strony pierwszym wyrazem jest 1. Z prawej strony za n podstawiamy 1. Okazuje się że twierdzenie jest prawdziwe.
2. Założenie: dla
3. Teza: dla liczby następnej po k czyli k+1
(z lewej strony otrzymalismy 2k+1 gdyż jest to nastepny wyraz po 2k-1)
4. Dowód:
(Dowodzimy tezę - początek naszego dowodu jest taki sam jak założenie, więc za podkreślony człon wstawiamy z założenia indukcyjnego. Następnie można zauważyć iż otrzymujemy wzór skróconego mnożenia)
W ten sposób dowiedlismy że dla każdej liczby naturalnej spełniona jest równość
.
ZADANIE 1
Udowodnij że dla każdej liczby naturalnej prawdziwa jest równość: