141122 初版 141122 更新

3 以上のすべての自然数 n について,
不等式 3n-1 > n2 - n + 2
が成り立つことを証明せよ。
[1]
結論: n = 3 のとき成り立つ。
推論:
32 = 9
32 - 3 + 2 = 8
n = 3 のとき成り立つことがいえた。
[2]
仮定: n = k のとき成り立つ。
i.e. \(3^{k-1} > k^2-k+2\) … ①
結論: n = k+1 のとき成り立つ。
i.e. \(3^{k} > (k+1)^2-(k+1)+2\) … ②
推論:
\(3^{k}-\left\{(k+1)^2-(k+1)+2\right\}\) \(=3\cdot 3^{k-1}-\left\{(k+1)^2-(k+1)+2\right\}\)
\(> 3(k^2-k+2)-\left\{(k+1)^2-(k+1)+2\right\}\) … ① を用いた。
\(= 2k^2-4k+4\) \(=2(k-1)^2+2\) … ③
③の値は, k が 3以上ならば正の数である。
n = k のとき成り立つと仮定すると, n = k+1 のとき成り立つことがいえた。
[1] [2] より 3以上の すべての自然数 n で成り立つ。