MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon

Like dokumenter
Forelesning 6 torsdag den 4. september

Hint til oppgavene. Uke 34. Uke 35. Fullstendige løsningsforslag finnes på emnesidene for 2017.

Matematikk for IT, høsten 2017

Forelesning 2 torsdag den 21. august

Matematikk for IT, høsten 2015

Karakteriseringen av like mengder. Mengder definert ved en egenskap.

MA1301 Tallteori Høsten 2014 Løsninger til Eksamen

Forelesning 1 mandag den 18. august

Forelesning 7 mandag den 8. september

Relativt primiske tall

Notasjon i rettingen:

Løsningsforslag til prøveunderveiseksamen i MAT-INF 1100, H-03

Slides til 4.1 og 4.2: Eksempler på feil i induksjonsbevis. Andreas Leopold Knutsen

Matematisk induksjon

Et detaljert induksjonsbevis

Slides til 1.6 og 1.7. Andreas Leopold Knutsen

Prøveunderveiseksamen i MAT-INF 1100, H-03

Dagens plan. INF3170 Logikk. Obliger og eksamen. Forelesning 1: Introduksjon. Utsagnslogikk og sekventkalkyle. Arild Waaler. 21.

Den første implikasjonen er bevist i oppgave 1.30c. Den andre vises kontrapositivt slik:

Forelesning 1: Introduksjon. Utsagnslogikk og sekventkalkyle Arild Waaler januar 2008

TMA4140 Diskret Matematikk Høst 2018

Litt topologi. Harald Hanche-Olsen

Repetisjonsforelesning - INF1080

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Oppgave 4.4 Skriv ned setninger som svarer til den konverse og den kontrapositive av følgende utsagn.

UNIVERSITETET I OSLO

Innføring i bevisteknikk

MA1301 Tallteori Høsten 2014

MAT1030 Diskret matematikk

INDUKSJONSPRINSIPPET MAT111 - H16

TMA4140 Diskret Matematikk Høst 2016

MAT1030 Diskret Matematikk

Emne 13 Utsagnslogikk

7 Ordnede ringer, hele tall, induksjon

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag. Oppgavesettet består av 9 oppgaver med i alt 20 deloppgaver. Ved sensur vil alle deloppgaver telle omtrent like mye.

MAT1030 Plenumsregning 5

Dagens plan. INF3170 Logikk. Induktive definisjoner. Eksempel. Definisjon (Induktiv definisjon) Eksempel

Forelesning 14 torsdag den 2. oktober

Forelesning 2: Induktive definisjoner, utsagnslogikk og sekventkalkyle Christian Mahesh Hansen januar 2007

OPPGAVESETT MAT111-H17 UKE 34. Oppgaver til seminaret 25/08

Rekker (eng: series, summations)

INF1080 Logiske metoder for informatikk. 1 Små oppgaver [70 poeng] 1.1 Grunnleggende mengdelære [3 poeng] 1.2 Utsagnslogikk [3 poeng]

Test, 2 Algebra. Innhold. 2.1 Tallfølger. R2, Algebra Quiz

Forelesning 5 mandag den 1. september

TMA 4140 Diskret Matematikk, 3. forelesning

Notat om kardinalitet for MAT1140 (litt uferdig)

a) Blir produktet av to vilkårlige oddetall et partall eller et oddetall? Bevis det.

Forelesning 10 torsdag den 18. september

Notater fra forelesning i MAT1100 torsdag

Litt om Logikk, Denisjoner og Teoremer. Mengder og Egenskaper ved de Reelle Tall. Bevisføring i Teori og Praksis

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Obligatorisk innlevering 1 i emnet MAT111, høsten 2016

Forelesning 9 mandag den 15. september

Repetisjon: høydepunkter fra første del av MA1301-tallteori.

Rekker (eng: series, summations)

Eksempler på praktisk bruk av modulo-regning.

Løsningsforslag oblig. innlevering 1

Analysedrypp I: Bevis, mengder og funksjoner

MA1201, , Kandidatnummer:... Side 1 av 5. x =.

Definisjon 1.1 (Sunnhet). Sekventkalkylen LK er sunn hvis enhver LK-bevisbar sekvent er gyldig.

Løsningsforslag til eksamen høst 2016

Forelesning januar 2006 Induktive denisjoner og utsagnslogikk

Kapittel 4: Mer predikatlogikk

Forelesning 4 torsdag den 28. august

Matriser. Kapittel 4. Definisjoner og notasjon

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 16 oppgaver. Ved sensur vil alle oppgaver telle like mye med unntak av oppgave 6 som teller som to oppgaver.

LO118D Forelesning 6 (DM)

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4140 Diskret matematikk

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

Analysedrypp I: Bevis, mengder og funksjoner

UNIVERSITETET I OSLO

Underveiseksamen i MAT-INF 1100, 17. oktober 2003 Tid: Oppgave- og svarark

INF1080 Logiske metoder for informatikk. 1 Små oppgaver [70 poeng] 1.1 Grunnleggende mengdelære [3 poeng] 1.2 Utsagnslogikk [3 poeng]

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MNF130 VÅREN 2010 OPPGAVE 1

Lineære ligningssystemer og gausseliminasjon

Fagdag 4 - R

UNIVERSITETET I OSLO

Denne følgen har N+1 ledd. En generell uendelig følge kan settes opp slik:

Litt om Logikk, Denisjoner og Teoremer. Mengder og Egenskaper ved de Reelle Tall. Bevisføring i Teori og Praksis

MAT1030 Diskret matematikk

UNIVERSITETET I OSLO. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Lineære ligningssystemer og gausseliminasjon

Et utsagn (eng: proposition) er en erklærende setning som enten er sann eller usann. Vi kaller det gjerne en påstand.

x A e x = x e = x. (2)

INF4170 { Logikk. Forelesning 1: Utsagnslogikk. Arild Waaler. 20. august Institutt for informatikk, Universitetet i Oslo

Eksamensoppgave i MA0301 Elementær diskret matematikk løsningsforslag

Oversikt over kvadratiske kongruenser og Legendresymboler

Grublegruppe 19. sept. 2011: Algebra I

TALL. 1 De naturlige tallene. H. Fausk

Ekvivalente utsagn. Eksempler: Tautologi : p V p Selvmotsigelse: p Λ p

Velkommen til oversiktsforelesninger i Matematikk 1. med Jørgen Endal

UNIVERSITETET I OSLO

Forelesning 20 mandag den 27. oktober

MAT1030 Diskret Matematikk

Utvalgsaksiomet, velordningsprinsippet og Zorns lemma

Notater fra forelesning i MAT1100 mandag

Oversikt over bevis at det finnes uendelig mange primtall med bestemte egenskaper

INF3170 / INF4171. Intuisjonistisk logikk: Kripke-modeller, sunnhet, kompletthet. Andreas Nakkerud. 15. september 2015

Transkript:

MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon Magnus Bakke Botnan 21. august 2012 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 1 / 14

Introduksjon Praktisk Praktisk Faglærer Magnus B. Landstad: magnus.landstad@math.ntnu.no Øvingsansvarlig Magnus B. Botnan: botnan@math.ntnu.no Fem studasser. https://wiki.math.ntnu.no/ma1301/2012h/start Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 2 / 14

Notasjon Introduksjon Notasjon Notasjon Naturlige tall: N = {1, 2,...} Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 3 / 14

Introduksjon Notasjon Notasjon Notasjon Naturlige tall: N = {1, 2,...} Heltall: Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 3 / 14

Notasjon Introduksjon Notasjon Notasjon Naturlige tall: N = {1, 2,...} Heltall: Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} { m } Rasjonale tall: Q = n m, n Z Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 3 / 14

Notasjon Introduksjon Notasjon Notasjon Naturlige tall: N = {1, 2,...} Heltall: Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} { m } Rasjonale tall: Q = n m, n Z Relle tall: R Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 3 / 14

Notasjon Introduksjon Notasjon Notasjon Naturlige tall: N = {1, 2,...} Heltall: Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} { m } Rasjonale tall: Q = n m, n Z Relle tall: R Komplekse tall: C = {a + bi a, b R} der i = 1 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 3 / 14

Notasjon Introduksjon Notasjon Notasjon Naturlige tall: N = {1, 2,...} Heltall: Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} { m } Rasjonale tall: Q = n m, n Z Relle tall: R Komplekse tall: C = {a + bi a, b R} der i = 1 N Z Q R C Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 3 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Eksempel Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Eksempel Utsagn: alle positive heltall n er delelig på 3. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Eksempel Utsagn: alle positive heltall n er delelig på 3. Usant: 1 kan ikke deles på 3. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Eksempel Utsagn: alle positive heltall n er delelig på 3. Usant: 1 kan ikke deles på 3. Utsagn: 1 + 2 + 3 +... + n = n(n + 1) 2 for alle positive heltall. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Eksempel Utsagn: alle positive heltall n er delelig på 3. Usant: 1 kan ikke deles på 3. Utsagn: 1 + 2 + 3 +... + n = Sant: aritmetisk rekke n(n + 1) 2 for alle positive heltall. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Eksempel Utsagn: alle positive heltall n er delelig på 3. Usant: 1 kan ikke deles på 3. Utsagn: 1 + 2 + 3 +... + n = Sant: aritmetisk rekke Utsagn: 1 + 2 2 + 3 2 +... + n 2 = n(n + 1) 2 for alle positive heltall. n(n + 1)(2n + 1). 6 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Eksempel Utsagn: alle positive heltall n er delelig på 3. Usant: 1 kan ikke deles på 3. Utsagn: 1 + 2 + 3 +... + n = Sant: aritmetisk rekke Utsagn: 1 + 2 2 + 3 2 +... + n 2 = Sant: induksjon n(n + 1) 2 for alle positive heltall. n(n + 1)(2n + 1). 6 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 4 / 14

Induksjon: idé og eksempler Oppsett ❶ De positive heltallene N = {1, 2, 3, 4,...}. ❷ Et utsagn P (n) for alle n N. ❸ Problem: Er utsagnet sant for alle n? Induksjon ❶ Vis at P (1) er sann. ❷ Vis at P (k) sann impliserer P (k + 1) sann. Bruk dette til å konkludere at P (k) er sann for alle k. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 5 / 14

Induksjon = dominoeffekten (Copyright aussiegall, CC BY 2.0) Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 6 / 14

Induksjon: Idé og Eksempel s. 2 Vis at 1 2 + 2 2 +... + n 2 = n(n + 1)(2n + 1) 6 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 7 / 14

Induksjon: Idé og Eksempel s. 2 Vis at 1 2 + 2 2 +... + n 2 = ❶ 1 2 = 1 = 1 2 3 6 n(n + 1)(2n + 1) 6 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 7 / 14

Induksjon: idé og eksempler Eksempel s. 2 Vis at 1 2 + 2 2 +... + n 2 = 1 2 = 1 = 1 2 3 6 ❷ 1 2 + 2 2 +... + k 2 = n(n + 1)(2n + 1) 6 k(k + 1)(2k + 1) 6 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 7 / 14

Induksjon: idé og eksempler Eksempel s. 2 Vis at 1 2 + 2 2 +... + n 2 = 1 2 = 1 = 1 2 3 6 ❷ 1 2 + 2 2 +... + k 2 = Ønsker å vise at n(n + 1)(2n + 1) 6 k(k + 1)(2k + 1) 6 1 + 2 2 +... + (k + 1) 2 (k + 1)(k + 2)(2k + 3) = 6 = (k + 1)(2k2 + 7k + 6) 6 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 7 / 14

Induksjon: idé og eksempler Eksempel s. 2 Vis at 1 2 + 2 2 +... + n 2 = 1 2 = 1 = 1 2 3 6 ❷ 1 2 + 2 2 +... + k 2 + (k + 1) 2 = n(n + 1)(2n + 1) 6 k(k + 1)(2k + 1) 6 + (k + 1) 2 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 7 / 14

Induksjon: idé og eksempler Eksempel s. 2 Vis at 1 2 + 2 2 +... + n 2 = 1 2 = 1 = 1 2 3 6 n(n + 1)(2n + 1) 6 ❷ 1 2 + 2 2 +... + k 2 + (k + 1) 2 = (k + 1)(2k2 + 7k + 6) 6 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 7 / 14

Induksjon: idé og eksempler Eksempel s. 2 Vis at 1 2 + 2 2 +... + n 2 = 1 2 = 1 = 1 2 3 6 1 2 + 2 2 +... + k 2 + (k + 1) 2 = n(n + 1)(2n + 1) 6 (k + 1)(k + 2)(2k + 3) 6 Påstanden er sann for alle positive heltall n. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 7 / 14

Bevis for induksjon Velordningsprinsippet For å vise at induksjon fungerer trenger vi følgende aksiom: Velordningsprinsippet (s.1) En hver ikke-tom mengde S av ikke-negative heltall inneholder et minste element: det eksisterer en a S slik at a b for alle b S. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 8 / 14

Bevis for induksjon Velordningsprinsippet For å vise at induksjon fungerer trenger vi følgende aksiom: Velordningsprinsippet (s.1) En hver ikke-tom mengde S av ikke-negative heltall inneholder et minste element: det eksisterer en a S slik at a b for alle b S. Teorem 1.1 (s.2) Hvis a og b er positive heltall, da eksisterer det et positivt heltall n slik at na b. n a 2a b 3a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 8 / 14

Bevis for induksjon Teorem 1.2 (s.2) Teorem 1.2 (s.2) (First Principle of Finite Induction) La S være en mengde av positive heltall med følgende egenskaper ❶ Heltallet 1 er inneholdt i S, (1 S) ❷ Hvis k er inneholdt i S er også k + 1 i S. (k S k + 1 S) Da er S mengden av alle positive heltall, N. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 9 / 14

Bevis for induksjon Teorem 1.2 (s.2) Teorem 1.2 (s.2) (First Principle of Finite Induction) La S være en mengde av positive heltall med følgende egenskaper ❶ Heltallet 1 er inneholdt i S, (1 S) ❷ Hvis k er inneholdt i S er også k + 1 i S. (k S k + 1 S) Da er S mengden av alle positive heltall, N. Variant av Teorem 1.2 (s.2) La S være en mengde av positive heltall med følgende egenskaper ❶ Heltallet n 0 er inneholdt i S, (n 0 S) ❷ Hvis k er inneholdt i S er også k + 1 i S. (k S k + 1 S) Da inneholder S mengden av alle positive heltall n n 0. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 9 / 14

Eksempel Påstand: for n 5 så holder 4n < 2 n Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 10 / 14

Eksempel Påstand: for n 5 så holder 4n < 2 n Merk at det ikke er sant for n = 1(4 > 2), n = 2(8 > 4), n = 3(12 > 8) og n = 4(16 = 16). Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 10 / 14

Eksempel Påstand: for n 5 så holder 4n < 2 n Merk at det ikke er sant for n = 1(4 > 2), n = 2(8 > 4), n = 3(12 > 8) og n = 4(16 = 16). ❶ 4 5 = 20 < 32 = 2 5. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 10 / 14

Eksempel Påstand: for n 5 så holder 4n < 2 n Merk at det ikke er sant for n = 1(4 > 2), n = 2(8 > 4), n = 3(12 > 8) og n = 4(16 = 16). 4 5 = 20 < 32 = 2 5. ❷ 4(k + 1) = 4k + 4 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 10 / 14

Eksempel Påstand: for n 5 så holder 4n < 2 n Merk at det ikke er sant for n = 1(4 > 2), n = 2(8 > 4), n = 3(12 > 8) og n = 4(16 = 16). 4 5 = 20 < 32 = 2 5. ❷ 4(k + 1) = 4k + 4 ind < 2 k + 2 2 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 10 / 14

Induksjon Eksempel Påstand: for n 5 så holder 4n < 2 n Merk at det ikke er sant for n = 1(4 > 2), n = 2(8 > 4), n = 3(12 > 8) og n = 4(16 = 16). 4 5 = 20 < 32 = 2 5. ❷ 4(k + 1) = 4k + 4 ind < 2 k + 2 2 (k>2) < 2 k + 2 k = 2 k+1. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 10 / 14

Induksjon Eksempel Påstand: for n 5 så holder 4n < 2 n Merk at det ikke er sant for n = 1(4 > 2), n = 2(8 > 4), n = 3(12 > 8) og n = 4(16 = 16). 4 5 = 20 < 32 = 2 5. 4(k + 1) = 4k + 4 ind < 2 k + 2 2 (k>2) < 2 k + 2 k = 2 k+1. Påstanden er sann for alle heltall n 5. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 10 / 14

Induksjon Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 ❶ ❷ 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 ❶ ❷ 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) = k 2 + 3 + 2k + 1 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 ❶ ❷ 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) = k 2 + 3 + 2k + 1 = (k + 1) 2 + 3. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 ❶ 1 4. 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) = k 2 + 3 + 2k + 1 = (k + 1) 2 + 3 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 1 4. 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) = k 2 + 3 + 2k + 1 = (k + 1) 2 + 3. Hvis det eksisterer en k slik at påstanden holder har vi vist at påstanden også holder for alle l k. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 1 4. 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) = k 2 + 3 + 2k + 1 = (k + 1) 2 + 3. Hvis det eksisterer en k slik at påstanden holder har vi vist at påstanden også holder for alle l k.! En slik k kan ikke eksistere: Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 1 4. 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) = k 2 + 3 + 2k + 1 = (k + 1) 2 + 3. Hvis det eksisterer en k slik at påstanden holder har vi vist at påstanden også holder for alle l k.! En slik k kan ikke eksistere: la k være et oddetall, da blir venstresiden et oddetall og høyresiden et partall. For k partall blir venstresiden partall og høyresiden oddetall. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Eksempel (s.4) Påstand: 1 + 3 + 5 +... + (2n 1) = n 2 + 3 1 4. 1 + 3 + 5 +... + (2k 1) + (2k + 1) = k 2 + 3 + 2k + 1 = (k + 1) 2 + 3. Hvis det eksisterer en k slik at påstanden holder har vi vist at påstanden også holder for alle l k.! En slik k kan ikke eksistere: la k være et oddetall, da blir venstresiden et oddetall og høyresiden et partall. For k partall blir venstresiden partall og høyresiden oddetall. E Moral: både ❶ og ❷ må være oppfylt. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 11 / 14

Sterk induksjon Sterk induksjon Sterk induksjon (s.5) (Second Principle of Finite Induction) La S være en mengde med positive heltall slik at ❶ Heltallet 1 er inneholdt i S, (1 S) ❷ Hvis 1, 2,..., k er inneholdt i S er også k + 1 i S. ({1,..., k} S k + 1 S). Da inneholder S mengden av alle positive heltall, N. Merk Ønsker å bevise P (n) er sann for alle n ved sterk induksjon. Ekvivalent til å bevise at P (n) er sann for alle k n med svak induksjon. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 12 / 14

Sterk induksjon Eksempel 1.1 (s.6) Lukasfølgen er definert ved a 1 = 1, a 2 = 3 og a n = a n 1 + a n 2 for n 3: a 3 = 4, a 4 = 7, a 5 = 11,... Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 13 / 14

Sterk induksjon Eksempel 1.1 (s.6) Lukasfølgen er definert ved a 1 = 1, a 2 = 3 og a n = a n 1 + a n 2 for n 3: a 3 = 4, a 4 = 7, a 5 = 11,... Påstand: a n < (7/4) n holder for alle positive heltall n. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 13 / 14

Sterk induksjon Eksempel 1.1 (s.6) Lukasfølgen er definert ved a 1 = 1, a 2 = 3 og a n = a n 1 + a n 2 for n 3: a 3 = 4, a 4 = 7, a 5 = 11,... Påstand: a n < (7/4) n holder for alle positive heltall n. ❶ a 1 = 1 < 7/4 a 2 = 3 = 48/16 < 49/16 = (7/4) 2. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 13 / 14

Sterk induksjon Eksempel 1.1 (s.6) Lukasfølgen er definert ved a 1 = 1, a 2 = 3 og a n = a n 1 + a n 2 for n 3: a 3 = 4, a 4 = 7, a 5 = 11,... Påstand: a n < (7/4) n holder for alle positive heltall n. a 1 = 1 < 7/4 a 2 = 3 = 48/16 < 49/16 = (7/4) 2. ❷ a k+1 = a k + a k 1 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 13 / 14

Sterk induksjon Eksempel 1.1 (s.6) Lukasfølgen er definert ved a 1 = 1, a 2 = 3 og a n = a n 1 + a n 2 for n 3: a 3 = 4, a 4 = 7, a 5 = 11,... Påstand: a n < (7/4) n holder for alle positive heltall n. a 1 = 1 < 7/4 a 2 = 3 = 48/16 < 49/16 = (7/4) 2. ❷ a k+1 = a k + a k 1 ind < (7/4) k + (7/4) k 1 < Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 13 / 14

Sterk induksjon Eksempel 1.1 (s.6) Lukasfølgen er definert ved a 1 = 1, a 2 = 3 og a n = a n 1 + a n 2 for n 3: a 3 = 4, a 4 = 7, a 5 = 11,... Påstand: a n < (7/4) n holder for alle positive heltall n. a 1 = 1 < 7/4 a 2 = 3 = 48/16 < 49/16 = (7/4) 2. ❷ a k+1 = a k + a k 1 ind < (7/4) k + (7/4) k 1 < (7/4) k+1 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 13 / 14

Sterk induksjon Eksempel 1.1 (s.6) Lukasfølgen er definert ved a 1 = 1, a 2 = 3 og a n = a n 1 + a n 2 for n 3: a 3 = 4, a 4 = 7, a 5 = 11,... Påstand: a n < (7/4) n holder for alle positive heltall n. a 1 = 1 < 7/4 a 2 = 3 = 48/16 < 49/16 = (7/4) 2. a k+1 = a k + a k 1 ind < (7/4) k + (7/4) k 1 < (7/4) k+1 Påstanden er sann for alle positive heltall. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 13 / 14

Induksjon Sterk induksjon Eksempel eksamen sommer 2012 Vis at for alle n N n [ n(n + 1) i 3 = 2 i=1 ] 2 Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 14 / 14

Induksjon Sterk induksjon Eksempel eksamen sommer 2012 Vis at for alle n N n [ n(n + 1) i 3 = 2 i=1 ] 2 Eksempel geometrisk rekke La x R og x 1, da er 1 + x +... + x n = xn+1 1 x 1 for alle n N. Magnus Bakke Botnan () MA1301 Uke 1: In(tro)duksjon 21. august 2012 14 / 14