160128 初版 160128 更新
数列 {n(n + 1)}: 1・2, 2・3, 3・4, 4・5, … の 初項 から 第n項 までの和を Sn とする。
すなわち,\(\displaystyle{S_n=\sum_{k=1}^n k(k+1)}\)
n 1 2 3 4 5 6 7
an 1・2 2・3 3・4 4・5 5・6 6・7 7・8
Sn \(\dfrac{1}{3}\)・7・8・9 ??
p7君は \(S_7=\dfrac{1}{3}\cdot 7\cdot 8\cdot 9\) を示したい。
p7君は思った。
\(S_6=\dfrac{1}{3}\cdot 6\cdot 7\cdot 8\) だとすれば, \(S_7=\dfrac{1}{3}\cdot 7\cdot 8\cdot 9\) がいえるのだが…
実際,
S7 = S6 + a7 = \(\dfrac{1}{3}\cdot 6\cdot 7\cdot 8\) \(+7\cdot 8\)
\(=\dfrac{1}{3}\cdot 7\cdot 8\cdot(6+3)=\dfrac{1}{3}\cdot 7\cdot 8\cdot 9\)
p7君は p6君にたずねた。 \(S_6=\dfrac{1}{3}\cdot 6\cdot 7\cdot 8\) だよな。
p6君は \(S_6=\dfrac{1}{3}\cdot 6\cdot 7\cdot 8\) を示したい。
p6君は思った。
\(S_5=\dfrac{1}{3}\cdot 5\cdot 6\cdot 7\) だとすれば, \(S_6=\dfrac{1}{3}\cdot 6\cdot 7\cdot 8\) がいえるのだが…
実際,
S6 = S5 + a6 = \(\dfrac{1}{3}\cdot 5\cdot 6\cdot 7\) \(+6\cdot 7\)
\(=\dfrac{1}{3}\cdot 6\cdot 7\cdot(5+3)=\dfrac{1}{3}\cdot 6\cdot 7\cdot 8\)
p6君は p5君にたずねた。 \(S_5=\dfrac{1}{3}\cdot 5\cdot 6\cdot 7\) だよな。
中略
p2君は \(S_2=\dfrac{1}{3}\cdot 2\cdot 3\cdot 4\) を示したい。
p2君は思った。
\(S_1=\dfrac{1}{3}\cdot 1\cdot 2\cdot 3\) だとすれば, \(S_2=\dfrac{1}{3}\cdot 2\cdot 3\cdot 4\) がいえるのだが…
実際,
S2 = S1 + a2 = \(\dfrac{1}{3}\cdot 1\cdot 2\cdot 3\) \(+2\cdot 3\)
\(=\dfrac{1}{3}\cdot 2\cdot 3\cdot(1+3)=\dfrac{1}{3}\cdot 2\cdot 3\cdot 4\)
p2君は p1君にたずねた。 \(S_1=\dfrac{1}{3}\cdot 1\cdot 2\cdot 3\) だよな。
p1君 は答える。
\(a_1=1\cdot 2\) は \(\dfrac{1}{3}\cdot 1\cdot 2\cdot 3\) と等しいので, 安心してください。大丈夫です。
結局 p2 から p7 までの仕事は同じことをやっている。
pk+1の仕事は
(仮定) pk: \(S_k=\dfrac{1}{3}k(k+1)(k+2)\)
(結論) pk+1: \(S_2=\dfrac{1}{3}(k+1)(k+2)(k+3)\)
証明:
Sk+1 = Sk + ak+1 = \(\dfrac{1}{3}k(k+1)(k+2)\) \(+(k+1)(k+2)\)
\(=\dfrac{1}{3}(k+1)(k+2)(k+3)\)
よって, pk が成り立つと仮定するならば,pk+1 が成り立つ。