Inducción

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pre-calculusTertiary Education

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Inducción matemática
¿El método que acabamos de ver funciona para todos los números? ¿Cómo podemos comprobarlo?

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Método de Inducción matemática
  1. Comprobar que funciona para el primer valor posible
  2. Obtener el valor de f(n+1)
  3. Obtener el valor de f(n) y probar la condicional "si funciona para n, entonces funciona para n+1".

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Suma de naturales de gauss
1+2+3+...+n=​2​​n(n+1)​​
Paso 1 - Probar que la fórmula funciona con el primer valor
n=11=​2​​1(1+1)​​
n=11=​2​​2​​=1

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Suma de naturales de gauss
1+2+3+...+n=​2​​n(n+1)​​
Paso 2 - Calcular f(n+1)
n=n+1f(n+1)=​2​​(n+1)(n+2)​​

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Suma de naturales de gauss
Paso 3 - A la fórmula original aplicarle las operaciones necesarias para llegar a f(n+1)
f(n)=1+2+...+n=​2​​n(n+1)​​
f(n+1)=1+...+n+(n+1)=​2​​n(n+1)​​+(n+1)
1+2+3+...+n=​2​​n(n+1)​​

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Suma de naturales de gauss
Paso 3 - A la fórmula original aplicarle las operaciones necesarias para llegar a f(n+1)
f(n+1)=​2​​n(n+1)​​+(n+1)
f(n+1)=​2​​n(n+1)+2(n+1)​​
1+2+3+...+n+(n+1)=​2​​(n+1)(n+2)​​

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Suma de naturales de gauss
Paso 3 - A la fórmula original aplicarle las operaciones necesarias para llegar a f(n+1)
f(n+1)=​2​​n(n+1)+2(n+1)​​
f(n+1)=​2​​(n+1)(n+2)​​
1+2+3+...+n+(n+1)=​2​​(n+1)(n+2)​​

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Suma de naturales de gauss
Paso 3 - A la fórmula original aplicarle las operaciones necesarias para llegar a f(n+1)
f(n+1)=​2​​n(n+1)+2(n+1)​​
f(n+1)=​2​​(n+1)(n+2)​​
1+2+3+...+n+(n+1)=​2​​(n+1)(n+2)​​

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Suma de naturales de gauss
Funciona con el primer valor (1). Y comprobamos que si funciona para un valor "n" debe de funcionar para un valor "n+1"
¡Entonces!
Probamos que si funciona para 1, funciona para 2.
Como funciona para 2, va a funcionar para 3
Como funciona para 3, va a funcionar para 4
¡Funciona siempre!
1+2+3+...+n=​2​​n(n+1)​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica
​i=0​∑​n​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+r​2​​+...r​n​​=​r−1​​r​n+1​​−1​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica f(n) con r constante.
​i=0​∑​n​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+r​2​​+...r​n​​=​r−1​​r​n+1​​−1​​
Paso 1: Probar con el primer valor de n
​i=0​∑​0​​r​i​​=r​0​​=​r−1​​r​0+1​​−1​​
​i=0​∑​0​​r​i​​=1=​r−1​​r−1​​=1

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica f(n) con r constante.
​i=0​∑​n​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+r​2​​+...r​n​​=​r−1​​r​n+1​​−1​​
Paso 2: Calcular el valor de n+1
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+...+r​n​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+1+1​​−1​​
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+...+r​n​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+2​​−1​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica f(n) con r constante.
Paso 3: Comprobar que si funciona para "n" funciona para "n+1"
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=​i=0​∑​n​​r​i​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+...+r​n​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+2​​−1​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica f(n) con r constante.
Paso 3: Comprobar que si funciona para "n" funciona para "n+1"
​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+1​​−1+r​n+1​​(r−1)​​
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+...+r​n​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+2​​−1​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica f(n) con r constante.
Paso 3: Comprobar que si funciona para "n" funciona para "n+1"
​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+1​​−1+r​n+1​​(r−1)​​
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+...+r​n​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+2​​−1​​
​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+1​​−1+r​n+2​​−r​n+1​​​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica f(n) con r constante.
Paso 3: Comprobar que si funciona para "n" funciona para "n+1"
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+...+r​n​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+2​​−1​​
​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​=​r−1​​−1+r​n+2​​​​
​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+1​​−1+r​n+2​​−r​n+1​​​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica f(n) con r constante.
Paso 3: Comprobar que si funciona para "n" funciona para "n+1"
​i=0​∑​n+1​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+...+r​n​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+2​​−1​​
​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​=​r−1​​r​n+2​​−1​​
​r−1​​r​n+1​​−1​​+r​n+1​​=​r−1​​−1+r​n+2​​​​

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Ejemplo 2: Suma de una sucesión geométrica
​i=0​∑​n​​r​i​​=r​0​​+r​1​​+r​2​​+...r​n​​=​r−1​​r​n+1​​−1​​
Probamos que funciona para el primer valor (cero)
Como funciona para 0 funciona para 1
Como funciona para 1 funciona para 2

Y seguirá siendo verdad, hasta el infinito y más allá.

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¿Dudas?

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