Phương pháp quy nạp toán học

1. Kiến thức cần nhớ

Bài toán:

Gọi $P\left( n \right)$ là một mệnh đề chứa biến $n\left( {n \in {N^*}} \right)$. Chứng minh $P\left( n \right)$ đúng với mọi số tự nhiên $n \in {N^*}$.

Ví dụ: Chứng minh ${n^7} - n$ chia hết cho $7$ với mọi $n \in {N^*}$.

Giải:

Đặt $P\left( n \right) = {n^7} - n$.

- Với $n = 1$ thì $P\left( 1 \right) = {1^7} - 1 = 0 \vdots 7$ nên $P\left( 1 \right)$ đúng.

- Giả sử mệnh đề đúng với $n = k \in {N^*}$, tức là $P\left( k \right) = \left( {{k^7} - k} \right) \vdots 7$.

Ta phải chứng minh mệnh đề đúng với $n = k + 1$, tức là: $P\left( {k + 1} \right) = {\left( {k + 1} \right)^7} - \left( {k + 1} \right) \vdots 7$

Ta có:

$\begin{array}{l}{\left( {k + 1} \right)^7} - \left( {k + 1} \right) = C_7^0.{k^7} + C_7^1.{k^6} + C_7^2.{k^5} + C_7^3.{k^4} + C_7^4.{k^3} + C_7^5.{k^2} + C_7^6.k + C_7^7 - \left( {k + 1} \right)\\ = {k^7} + 7{k^6} + 21{k^5} + 35{k^4} + 35{k^3} + 21{k^2} + 7k + 1 - k - 1 = \left( {{k^7} - k} \right) + 7\left( {{k^6} + 3{k^5} + 5{k^4} + 5{k^3} + 3{k^2} + k} \right)\end{array}$

Do ${k^7} - k \vdots 7$ và $7\left( {{k^6} + 3{k^5} + 5{k^4} + 5{k^3} + 3{k^2} + k} \right) \vdots 7$ nên $P\left( {k + 1} \right) = {\left( {k + 1} \right)^7} - \left( {k + 1} \right) \vdots 7$.

Vậy mệnh đề đã cho đúng.

2. Một số dạng toán thường gặp

Dạng 1: Chứng minh mệnh đề.

Phương pháp:

Sử dụng phương pháp quy nạp toán học đã nêu ở trên.

Dạng 2: Tìm công thức tổng quát cho tổng dãy số.

Phương pháp:

- Bước 1: Dự đoán công thức tổng quát cho tổng dãy số.

- Bước 2: Sử dụng phương pháp quy nạp toán học để chứng minh công thức vừa dự đoán.