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数学的帰納法による証明
1+2+2^2+…+2^n-1=2^n-1の証明の解説をお願いします。n=k+1のときの計算の流れがわかりません。
回答
mmm Mi さん、こんばんは。初めての方ですね。よろしく。
では…数学的帰納法の第2ステップを書きますね。
(ii) n=kのとき成り立っていると仮定する。すなわち
$1+2^1+2^2+2^3+\cdots +2^{k-1}=2^k-1$ が成り立っている。
このとき、$1+2^1+2^2+2^3+\cdots +2^{k-1}+2^k$
$=2^k-1+2^k$
ここまでは大丈夫ですか?$1+2^1+2^2+2^3+\cdots +2^{k-1}$の部分を仮定より等しいはずの$2^k-1$に置き換えました。
これで$2^k$ が2つになったので$2^k+2^k=2\cdot 2^k=2^{k+1}$ と書けますので、
$=2\cdot2^k-1=2^{k+1}-1$
よってn=k+1の時も成り立っている。
ここまでが第2ステップですね。
最後に結論を書きます。
(i)(ii)より、すべての自然数nについて
$1+2+2^2+2^3+\cdots+2^{n-1}=2^n-1$
が成り立つことが証明されたのだ!!
どんなもんだ、数学的帰納法ってすごいだろ!!
で終わりますよ。
これで大丈夫ですか?
これを読んだら、わかったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄に返事を書いてください。会話型を目指しています(笑)。コメントがないと、せっかく書いたものを読んでくれたのかどうか、書いたものが役に立ったのかどうか、こちらではわからないのです。コメントよろしくお願いしますね。
いつもやってるやり方とは違っていましたが、とっても分かりやすかったし、こっちのやり方の方が証明しやすそうです…!!!ありがとうございます!!
あれ?そうなの?数学的帰納法の証明ってほぼ定型なんですがね。そのパターンははやく覚えましょう! お役に立ったのならよかったです。またどうぞ。