23 Jan 2023, 11:40 PM
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Esercizio (Appello 10 Marzo 2014)

Si dimostri per induzione su nN che n2 la seguente disuguaglianza:

k=1n6k2=n(n+1)(2n+1)

Soluzione

Procediamo per induzione su n2
n=2 (BASE DELL'INDUZIONE)
Dobbiamo provare che

k=1n6k2=2(2+1)(22+1)

Vale:

La base dell'induzione è verificata in quanto

k=1n6k2=30=2(2+1)(22+1)

n2, nn+1 (PASSO INDUTTIVO)
Assumiamo che l'uguaglianza sia vera per un certo n2, cioè che valga

k=1n6k2=n(n+1)(2n+1)  per qualche n2 (IPOTESI INDUTTIVA)

Dobbiamo provare che vale la stessa uguaglianza con n+1 al posto di n, ovvero

k=1n+16k2=(n+1)((n+1)+1)(2(n+1)+1) (TESI DEL PASSO INDUTTIVO)

Vale:

k=1n+16k2=(n+1)((n+1)+1)(2(n+1)+1)(k=1n6k2) +6(n+1)2=(n+1)((n+1)+1)(2(n+1)+1 (ipotesi induttiva)n(n+1)(2n+1) + 6(n+1)2=(n+1)((n+1)+1)(2(n+1)+1)(n+1)[n(2n+1)+6(n+1)]=(n+1)(n+2)(2n+3)(n+1)(2n2+n+6n+6)=(n+1)(2n2+3n+4n+6)(2n2+7n+6)=(2n2+7n+6)

Dunque il passo induttivo è verificato.
Grazie al passo induttivo P(n) è vera n2