Induksjonsbevis for sum av kubikktall

Del 2, alle hjelpemidler

Induksjonsbevis for sum av kubikktall

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Du skal svare på enten alternativ I eller alternativ II. De to alternativene teller like mye ved vurderingen.

Alternativ II

Summen av de n første leddene i en rekke er gitt ved

Sn=∑k=1nk=1+2+3+4+⋯+n
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at Sn=n(n+1)2. Finn S8.

Summen av de n første leddene i en annen rekke er gitt ved

sn=∑k=1nk3=1+8+27+⋯+n3
Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd

Bruk digitalt verktøy til å undersøke hvor mange ledd rekken må ha for at summen av rekken skal være større enn 15 000.

Det er blitt påstått at

13+23+33+⋯+n3=n2(n+1)24
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bevis formelen over ved induksjon. (Spørsmål c) teller som to delspørsmål.)

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at

13+23+33+⋯+n3=(1+2+3+⋯+n)2
Fasit

Vist. S8=36

n=16

Vist ved induksjon.

Vist.

LøsningsforslagKI-generert

Vi skriver summen Sn=1+2+⋯+n både forlengs og baklengs under hverandre og legger sammen ledd for ledd:

Sn=1+2+⋯+nSn=n+(n−1)+⋯+1

Hvert par av ledd som legges sammen loddrett, gir summen n+1, og det er n slike par. Dermed er

2Sn=n(n+1)⇒Sn=n(n+1)2

Vist.

For n=8:

S8=8⋅92=36

Kontrollert i GeoGebra CAS: ∑k=18k=36 (se r2-v10-2-6II-losning.png).

S8=36

Vi bruker GeoGebra CAS til å summere sn=∑k=1nk3 for økende n til summen overstiger 15000:

∑k=115k3=14400∑k=116k3=18496

CAS-utregning av S_8 og kumulative kubikksummer

Summen av de 15 første leddene er mindre enn 15000, mens summen av de 16 første leddene er større enn 15000.

n=16 ledd trengs for at summen skal overstige 15000

Vi skal bevise ved induksjon at

13+23+33+⋯+n3=n2(n+1)24for alle n≥1

Steg 1 — Basissteg. For n=1 er venstresiden 13=1, og høyresiden er

12⋅224=44=1

Venstre- og høyresiden er like, så påstanden stemmer for n=1.

Steg 2 — Induksjonssteg. Vi antar at påstanden er sann for n=m, altså at

13+23+⋯+m3=m2(m+1)24

Vi skal vise at påstanden da også er sann for n=m+1. Vi legger til (m+1)3 på begge sider:

13+23+⋯+m3+(m+1)3=m2(m+1)24+(m+1)3

Vi faktoriserer ut (m+1)2 på høyresiden:

=(m+1)2(m24+(m+1))=(m+1)2⋅m2+4m+44=(m+1)2⋅(m+2)24

Dette kan skrives som

(m+1)2((m+1)+1)24

som er nøyaktig formelen for n=m+1. Dermed er påstanden sann for n=m+1 dersom den er sann for n=m.

Konklusjon. Siden påstanden stemmer for n=1, og siden den stemmer for n=m+1 hver gang den stemmer for n=m, følger det av induksjonsprinsippet at

13+23+⋯+n3=n2(n+1)24

for alle naturlige tall n≥1.

Vist ved induksjon.

Fra a) vet vi at

1+2+⋯+n=Sn=n(n+1)2

Dermed er

Sn2=(n(n+1)2)2=n2(n+1)24

Fra c) vet vi at høyresiden også er lik 13+23+⋯+n3. Altså er

13+23+⋯+n3=n2(n+1)24=Sn2=(1+2+⋯+n)2

Vist: summen av kubikktallene er lik kvadratet av summen av tallene.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt