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Inducción matemáticaALGEBRA AVANZADA.
UNIDAD 2
MIAS_U2_A2_ALVE
Alejandro Volpi
AL12522284
Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología
Licenciatura en MatemáticasLunes, 5 de agosto, 2013
1. Demostrar por inducción
Fuente:
Investigación:
Ejercicios
a: 12+ 22
+ 32+ ... + n
2=
nHn+1L Hn+2L6
¬� no se comprueba
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+n2=
n Hn+1L Hn+2L
6
H*sea n=5*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ 52=
5 H5+1L H5+2L
6
1 + 4 + 9 + 16 + 25 =5 H6L H7L
6
55 = 35 H*Falso*L
H*por lo tanto a no pasa la primera fase de la inducción matemática*L
� Suponiendo lo anterior fuese un error, se podría comprobar lo siguiente
H*1a*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+n2=
n Hn+1L H2 n+1L
6
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
1 =1 H1+1L H2+1L
6
1 =1 H2L H3L
6
1 = 1
H*Supongamos se cumple para n=k*L
H*Hipotesis de induccion*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2=
k Hk+1L H2 k+1L
6
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+Hk + 1L2=
Hk+1L HHk+1L+1L H2 Hk+1L+1L
6
12 + 22+ 32
+ 42+ ....+k2
+ Hk + 1L2=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
H*Tenemos que demostrar esto*L
H*Pero*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2=
k Hk+1L H2 k+1L
6
H*Por Hiportesis de induccion*L
I12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2M + Hk + 1L2=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
I k Hk+1L H2 k+1L
6M + Hk + 1L2
=Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
I k Hk+1L H2 k+1L
6M +
6 Hk+1L2
6=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6Hk H2 k + 1L + 6 Hk + 1LL =
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ k + 6 k + 6M =Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L I2 k2
+3 k+4 k+6M
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L I2 k2
+7 k+6M
6
H*con esto concluimos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+Hk + 1L2=
Hk+1L HHk+1L+1L H2 Hk+1L+1L
6
H*concluimos que se cumple*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+n2=
n Hn+1L H2 n+1L
6
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
H*1a*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+n2=
n Hn+1L H2 n+1L
6
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
1 =1 H1+1L H2+1L
6
1 =1 H2L H3L
6
1 = 1
H*Supongamos se cumple para n=k*L
H*Hipotesis de induccion*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2=
k Hk+1L H2 k+1L
6
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+Hk + 1L2=
Hk+1L HHk+1L+1L H2 Hk+1L+1L
6
12 + 22+ 32
+ 42+ ....+k2
+ Hk + 1L2=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
H*Tenemos que demostrar esto*L
H*Pero*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2=
k Hk+1L H2 k+1L
6
H*Por Hiportesis de induccion*L
I12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2M + Hk + 1L2=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
I k Hk+1L H2 k+1L
6M + Hk + 1L2
=Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
I k Hk+1L H2 k+1L
6M +
6 Hk+1L2
6=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6Hk H2 k + 1L + 6 Hk + 1LL =
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ k + 6 k + 6M =Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L I2 k2
+3 k+4 k+6M
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L I2 k2
+7 k+6M
6
H*con esto concluimos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+Hk + 1L2=
Hk+1L HHk+1L+1L H2 Hk+1L+1L
6
H*concluimos que se cumple*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+n2=
n Hn+1L H2 n+1L
6
2 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
H*1a*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+n2=
n Hn+1L H2 n+1L
6
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
1 =1 H1+1L H2+1L
6
1 =1 H2L H3L
6
1 = 1
H*Supongamos se cumple para n=k*L
H*Hipotesis de induccion*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2=
k Hk+1L H2 k+1L
6
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+Hk + 1L2=
Hk+1L HHk+1L+1L H2 Hk+1L+1L
6
12 + 22+ 32
+ 42+ ....+k2
+ Hk + 1L2=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
H*Tenemos que demostrar esto*L
H*Pero*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2=
k Hk+1L H2 k+1L
6
H*Por Hiportesis de induccion*L
I12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+k2M + Hk + 1L2=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
I k Hk+1L H2 k+1L
6M + Hk + 1L2
=Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
I k Hk+1L H2 k+1L
6M +
6 Hk+1L2
6=
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6Hk H2 k + 1L + 6 Hk + 1LL =
Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ k + 6 k + 6M =Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L Hk+2L H2 k+3L
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L I2 k2
+3 k+4 k+6M
6
Hk+1L
6I2 k2
+ 7 k + 6M =Hk+1L I2 k2
+7 k+6M
6
H*con esto concluimos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+Hk + 1L2=
Hk+1L HHk+1L+1L H2 Hk+1L+1L
6
H*concluimos que se cumple*L
12+ 22
+ 32+ 42
+ ....+n2=
n Hn+1L H2 n+1L
6
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 3
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
b: Hn + 1L Hn + 2L Hn + 3L ... ... Hn + nL = 2n H1L H3L H5L ... H2 n - 1L �
H*1b*L
Hn + 1L Hn + 2L Hn + 3L ... ... Hn + nL = 2n H1L H3L H5L ... H2 n - 1L
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
H1 + 1L = 21 H1L2 = 2
H*Supongamos se cumple para n=k*L
H*Hipótesis de inducción*L
Hk + 1L Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL = 2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
Hk + 1 + 1L Hk + 1 + 2L Hk + 1 + 3L ... ... Hk + 1 + k + 1L = 2k+1 H1L H3L H5L ... H2 Hk + 1L - 1L
H*Resolviendo un poco...*L
Hk + 2L Hk + 3L Hk + 4L ... ... Hk + k + 2L = 2k+1 H1L H3L H5L ... H2 k + 1L
H*Pero se sabe que...*L
Hk + 1L Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL = 2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L
H*Hipótesis de inducción*L
H*Multiplicando por ambos lados por Hk+k+1LHk+k+2L*L
Hk + 1L Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L Hk + k + 1L Hk + k + 2L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L... H2 k-1L H2 k+1L H2 k+2LHk+1L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L... H2 k-1L H2 k+1L H2L Hk+1LHk+1L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L H2 k + 1L H2L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k+1 H1L H3L H5L ... H2 k - 1L H2 k + 1L
H*con esto concluimos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
Hk + 1 + 1L Hk + 1 + 2L Hk + 1 + 3L ... ... Hk + 1 + k + 1L = 2k+1 H1L H3L H5L ... H2 Hk + 1L - 1L
4 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
H*1b*L
Hn + 1L Hn + 2L Hn + 3L ... ... Hn + nL = 2n H1L H3L H5L ... H2 n - 1L
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
H1 + 1L = 21 H1L2 = 2
H*Supongamos se cumple para n=k*L
H*Hipótesis de inducción*L
Hk + 1L Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL = 2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
Hk + 1 + 1L Hk + 1 + 2L Hk + 1 + 3L ... ... Hk + 1 + k + 1L = 2k+1 H1L H3L H5L ... H2 Hk + 1L - 1L
H*Resolviendo un poco...*L
Hk + 2L Hk + 3L Hk + 4L ... ... Hk + k + 2L = 2k+1 H1L H3L H5L ... H2 k + 1L
H*Pero se sabe que...*L
Hk + 1L Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL = 2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L
H*Hipótesis de inducción*L
H*Multiplicando por ambos lados por Hk+k+1LHk+k+2L*L
Hk + 1L Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L Hk + k + 1L Hk + k + 2L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L... H2 k-1L H2 k+1L H2 k+2LHk+1L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L... H2 k-1L H2 k+1L H2L Hk+1LHk+1L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k H1L H3L H5L ... H2 k - 1L H2 k + 1L H2L
Hk + 2L Hk + 3L ... ... Hk + kL Hk + k + 1L Hk + k + 2L =
2k+1 H1L H3L H5L ... H2 k - 1L H2 k + 1L
H*con esto concluimos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
Hk + 1 + 1L Hk + 1 + 2L Hk + 1 + 3L ... ... Hk + 1 + k + 1L = 2k+1 H1L H3L H5L ... H2 Hk + 1L - 1L
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 5
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
c: 12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Ln-1n
2= H-1Ln-1 n Hn+1L
2 �
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Ln-1 n2= H-1Ln-1 n Hn+1L
2
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
12= H-1L1-1 1
H1+1L
2
1 = 1
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de induccioón*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk-1 k2= H-1Lk-1 k Hk+1L
2
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk+1-1 Hk + 1L2= H-1Lk+1-1 Hk+1L Hk+1+1L
2
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk Hk + 1L2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H*pero tenemos que*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk-1 HkL2+ H-1Lk Hk + 1L2
= H-1Lk Hk+1L Hk+2L2
A12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk-1 HkL2E + H-1Lk Hk + 1L2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
BH-1Lk-1 k Hk+1L2
F + H-1Lk Hk + 1L2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
BH-1Lk H-1L-1 k Hk+1L2
F +2 H-1Lk Hk+1L2
2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H-1Lk Hk+1L
2AH-1L-1 k + 2 Hk + 1LE = H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H-1Lk Hk+1L2
AI 1
-1M k + 2 k + 12E = H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H-1Lk Hk+1L2
@-k + 2 k + 2D = H-1Lk Hk+1L Hk+2L2
H-1Lk Hk+1L2
@k + 2D = H-1Lk Hk+1L Hk+2L2
H*con esto concluímos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk+1-1 Hk + 1L2= H-1Lk+1-1 Hk+1L Hk+1+1L
2
H*concluímos que se cumple*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Ln-1 n2= H-1Ln-1 n Hn+1L
2
6 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Ln-1 n2= H-1Ln-1 n Hn+1L
2
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
12= H-1L1-1 1
H1+1L
2
1 = 1
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de induccioón*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk-1 k2= H-1Lk-1 k Hk+1L
2
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk+1-1 Hk + 1L2= H-1Lk+1-1 Hk+1L Hk+1+1L
2
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk Hk + 1L2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H*pero tenemos que*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk-1 HkL2+ H-1Lk Hk + 1L2
= H-1Lk Hk+1L Hk+2L2
A12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk-1 HkL2E + H-1Lk Hk + 1L2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
BH-1Lk-1 k Hk+1L2
F + H-1Lk Hk + 1L2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
BH-1Lk H-1L-1 k Hk+1L2
F +2 H-1Lk Hk+1L2
2= H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H-1Lk Hk+1L
2AH-1L-1 k + 2 Hk + 1LE = H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H-1Lk Hk+1L2
AI 1
-1M k + 2 k + 12E = H-1Lk Hk+1L Hk+2L
2
H-1Lk Hk+1L2
@-k + 2 k + 2D = H-1Lk Hk+1L Hk+2L2
H-1Lk Hk+1L2
@k + 2D = H-1Lk Hk+1L Hk+2L2
H*con esto concluímos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Lk+1-1 Hk + 1L2= H-1Lk+1-1 Hk+1L Hk+1+1L
2
H*concluímos que se cumple*L
12- 22
+ 32- 42
+ ....+H-1Ln-1 n2= H-1Ln-1 n Hn+1L
2
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 7
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
d: I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hn+1L2N =
n+2
2 n+2 �
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
1 -1
4=
1+2
2+2
4
4-
1
4=
3
4
3
4=
3
4
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de inducción*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1L2N =
k+2
2 k+2
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1+1L2N =
k+1+2
2 Hk+1L+2
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4
H*Pero tenemos que*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1L2N J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4
BI1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1L2NF J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4
A k+2
2 k+2E J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4H*por hipotesis de inducción*L
A k+2
2 k+2E J Hk+2L2
Hk+2L2-
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4H*pasos algebráicos*L
A k+2
2 k+2E J k2
+4 k+4-1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4H*desarollamos el cuadrado de Hk+2L2
*L
A 1
2 k+2E J k2
+4 k+3
Hk+2LN =
k+3
2 k+4
H*eliminamos k+2 en uno se esta multiplicando y en otro dividiendo*L
A 1
2 k+2E J Hk+3L Hk+1L
Hk+2LN =
k+3
2 k+4H*factorizamos k2
+4k+3=Hk+3LHk+1L *L
B 1
2 Hk+1LF J Hk+3L Hk+1L
Hk+2LN =
k+3
2 k+4
A 1
2E J Hk+3L
Hk+2LN =
k+3
2 k+4
Hk+3L
2 k+4=
k+3
2 k+4
H*con esto concluímos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1+1L2N =
k+1+2
2 Hk+1L+2H*es verdadero*L
H*concluimos que se cumple*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hn+1L2N =
n+2
2 n+2
8 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
1 -1
4=
1+2
2+2
4
4-
1
4=
3
4
3
4=
3
4
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de inducción*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1L2N =
k+2
2 k+2
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1+1L2N =
k+1+2
2 Hk+1L+2
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4
H*Pero tenemos que*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1L2N J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4
BI1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1L2NF J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4
A k+2
2 k+2E J1 -
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4H*por hipotesis de inducción*L
A k+2
2 k+2E J Hk+2L2
Hk+2L2-
1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4H*pasos algebráicos*L
A k+2
2 k+2E J k2
+4 k+4-1
Hk+2L2N =
k+3
2 k+4H*desarollamos el cuadrado de Hk+2L2
*L
A 1
2 k+2E J k2
+4 k+3
Hk+2LN =
k+3
2 k+4
H*eliminamos k+2 en uno se esta multiplicando y en otro dividiendo*L
A 1
2 k+2E J Hk+3L Hk+1L
Hk+2LN =
k+3
2 k+4H*factorizamos k2
+4k+3=Hk+3LHk+1L *L
B 1
2 Hk+1LF J Hk+3L Hk+1L
Hk+2LN =
k+3
2 k+4
A 1
2E J Hk+3L
Hk+2LN =
k+3
2 k+4
Hk+3L
2 k+4=
k+3
2 k+4
H*con esto concluímos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hk+1+1L2N =
k+1+2
2 Hk+1L+2H*es verdadero*L
H*concluimos que se cumple*L
I1 -1
4M I1 -
1
9M ... .. J1 -
1
Hn+1L2N =
n+2
2 n+2
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 9
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
e: 12+ 22
+ 32+ ... + n
2=
nHn+1L Hn+2L6
�
I15+ 25
+ 35+ ... .. + n5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+n7M = 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + nL4
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
I15M + I17M = 2 H1L4
1 + 1 = 2
2 = 2
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de inducción*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + k5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+k7M = 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + Hk + 1L5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
H*realizaremos ciertos pasos algebraicos para llegar a la igualdad*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + k5
+ Hk + 1L5M + I17+ 27
+ 37+ ....+k7
+ Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
I15+ 25
+ 35+ ... .. + k5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+k7M + IHk + 1L5+ Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
I2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4M + Hk + 1L5+ Hk + 1L7
= 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
H*usaremos el hecho de que*L
1 + 2 + 3 + ... .. + k =k Hk+1L
2
1 + 2 + 3 + ... .. + k + Hk + 1L =Hk+1L Hk+2L
2
H*entonces*L
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
2 I k Hk+1L
2M
4+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M = 2 I Hk+1L Hk+2L
2M
4
2 J k4 Hk+1L4
16N + Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M = 2
Hk+1L4 Hk+2L
16
4
k4 Hk+1L4
8+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M =
Hk+1L4 Hk+2L
8
4
Hk+1L4
8Ak4
+ 8 Ik + 1 + Hk + 1L3ME =Hk+1L4
8Hk + 2L4
Ak4+ 8 Ik + 1 + Hk + 1L3ME = Hk + 2L4
Ak4+ 8 Ik + 1 + k3
+ 3 k2+ 3 k + 1ME = Hk + 2L4
Ak4+ 8 Ik3
+ 3 k2+ 4 k + 2ME = Hk + 2L4
Ak4+ 8 k3
+ 24 k2+ 32 k + 16E = Hk + 2L4
Hk + 2L4= Hk + 2L4
H*con esto concluímos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + Hk + 1L5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4H*es verdadero*L
H*concluimos que se cumple*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + n5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+n7M = 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + nL4
10 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
I15+ 25
+ 35+ ... .. + n5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+n7M = 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + nL4
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
I15M + I17M = 2 H1L4
1 + 1 = 2
2 = 2
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de inducción*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + k5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+k7M = 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + Hk + 1L5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
H*realizaremos ciertos pasos algebraicos para llegar a la igualdad*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + k5
+ Hk + 1L5M + I17+ 27
+ 37+ ....+k7
+ Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
I15+ 25
+ 35+ ... .. + k5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+k7M + IHk + 1L5+ Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
I2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4M + Hk + 1L5+ Hk + 1L7
= 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
H*usaremos el hecho de que*L
1 + 2 + 3 + ... .. + k =k Hk+1L
2
1 + 2 + 3 + ... .. + k + Hk + 1L =Hk+1L Hk+2L
2
H*entonces*L
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + kL4+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4
2 I k Hk+1L
2M
4+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M = 2 I Hk+1L Hk+2L
2M
4
2 J k4 Hk+1L4
16N + Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M = 2
Hk+1L4 Hk+2L
16
4
k4 Hk+1L4
8+ Hk + 1L4 Ik + 1 + Hk + 1L3M =
Hk+1L4 Hk+2L
8
4
Hk+1L4
8Ak4
+ 8 Ik + 1 + Hk + 1L3ME =Hk+1L4
8Hk + 2L4
Ak4+ 8 Ik + 1 + Hk + 1L3ME = Hk + 2L4
Ak4+ 8 Ik + 1 + k3
+ 3 k2+ 3 k + 1ME = Hk + 2L4
Ak4+ 8 Ik3
+ 3 k2+ 4 k + 2ME = Hk + 2L4
Ak4+ 8 k3
+ 24 k2+ 32 k + 16E = Hk + 2L4
Hk + 2L4= Hk + 2L4
H*con esto concluímos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + Hk + 1L5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+Hk + 1L7M =
2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + k + Hk + 1LL4H*es verdadero*L
H*concluimos que se cumple*L
I15+ 25
+ 35+ ... .. + n5M + I17
+ 27+ 37
+ ....+n7M = 2 H1 + 2 + 3 + 4 + ... .. + nL4
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 11
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
f: 1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + n.n != Hn + 1L! - 1 �
1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + n.n != Hn + 1L! - 1
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
1.1 != H1 + 1L! - 1
1 = 2 - 1
1 = 1
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipotesis de induccion*L
1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + k.k != Hk + 1L! - 1
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + k.k! + Hk + 1L Hk + 1L != Hk + 1 + 1L! - 1
1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + k.k! + Hk + 1L Hk + 1L != Hk + 2L! - 1
H*realizaremos ciertos pasos algebraicos para llegar a la igualdad*L
@1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + k.k!D + Hk + 1L Hk + 1L != Hk + 2L! - 1
@Hk + 1L! - 1D + Hk + 1L Hk + 1L != Hk + 2L! - 1
Hk + 1L! - 1 + Hk + 1L Hk + 1L != Hk + 2L! - 1
Hk + 1L! H1 + Hk + 1LL - 1 = Hk + 2L! - 1
Hk + 1L! Hk + 2L - 1 = Hk + 2L! - 1
H1L H2L H3L ... ... HkL Hk + 1L Hk + 2L - 1 = Hk + 2L! - 1
Hk + 2L! - 1 = Hk + 2L! - 1
H*con esto concluimos que ambos lados de la igualdad son iguales,
por lo tanto*L
1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + k.k! + Hk + 1L Hk + 1L != Hk + 1 + 1L! - 1
H*es verdadero*L
H*concluimos que se cumple*L
1.1! + 2.2! + 3.3! + ... ... + n.n != Hn + 1L! - 1
12 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
i: a 8n< = 22 n- 1 b = 3 �
a 8n< = 22 n- 1 b = 3
H*Demostracion por inducción*L
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
a 81< = 22 H1L- 1
a 81< = 4 - 1
a 81< = 3
H*a81<=3 es divisible por b*L
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de inducción*L
a 8k< = 22 k- 1 b = 3 H*donde a8k< lo divide el 3 *L
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
a 8k + 1< = 22 Hk+1L- 1
a 8k + 1< = 22 k+2- 1
a 8k + 1< = 22 k I22M - 1
a 8k + 1< = 22 k H4L - 1
H*como a8k< es divisible por 3 también lo tiene que ser 4Ha8k<L*L
4 Ha 8k<L = 4 I22 k- 1M
4 Ha 8k<L = 4 I22 kM - 4
4 Ha 8k<L = 22 k+2- 1 - 3
4 Ha 8k<L = I22 Hk+1L- 1M - 3
H*esto implica que*L
a 8k + 1< = 22 Hk+1L- 1 H*lo divide el 3*L
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 13
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ii: �
14 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
iii: a 8n< = n3
+ 5 n b = 6 �
a 8n< = n3+ 5 n b = 6
H*Demostracion por inducción*L
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
a 81< = 13+ 5 H1L
a 81< = 6
H*a81<=6 es divisible por b*L
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipotesis de induccion*L
a 8k< = k3+ 5 k b = 6 H*donde a8k< lo divide el 6 *L
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*L
a 8k + 1< = Hk + 1L3+ 5 Hk + 1L
a 8k + 1< = Ik3+ 3 k2
+ 3 k + 1M + 5 k + 5
a 8k + 1< = k3+ 3 k2
+ 3 k + 1 + 5 k + 5
a 8k + 1< = k3+ 5 k + 6 + 3 Ik2
+ kM
a 8k + 1< = Ik3+ 5 kM + 6 + 3 k Hk + 1L
H*pero*L
Ik3+ 5 kM H*lo divide b=6*L
6 H*lo divide b=6*L
3 k Hk + 1L H*lo divide b=6, porque HkL o Hk+1L es un numero pár *L
H*por lo tanto*L
a 8k + 1< H*lo divide el 6*L
H*concluimos que*L
a 8n< = n3+ 5 n b = 6
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 15
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16 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
Printed by Wolfram Mathematica Student Edition
3: c{1}=1, c{2}=c{1}(3c{1}+2, ... ,c{n+1}=c{n}(3c{n}+2) ¬� no se comprueba
c 81< = 1
c 82< = 5
c 83< = 85
c 84< = 21 845
c 8n + 1< = c 8n< H3 c 8n< + 2L
c 8n< =42n-1
3
H*Si n=2*L
c 82< =422-1
3
c 82< =421
3
c 82< =42
3
c 82< =16
3¹ 5
H*En este ejercicio no se cumple para todo n*L
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 17
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4:
H*y=cantidad de billetes de $2000, donde y es un entero positivo*L
H*x=cantidad de billetes de $5000, donde x es un entero positivo*L
H*lo que el ejercicio pide es que se cumpla la siguiente ecuacion,
n=1,2,3...*L
H4 + nL H1000L = 5000 x + 2000 y
H*existen x, y enteros positivos que cumple la ecuación*L
H*Demostracion por inducción*L
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
H4 + 1L H1000L = 5000 x + 2000 y
H5L H1000L = 5000 x + 2000 y
5000 = 5000 x + 2000 y
x = 1
y = 0
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de inducción*L
H4 + kL H1000L = 5000 x + 2000 y
H*existen x0, y0 enteros positivos que la cumplen, es decir,*LH4 + kL H1000L = 5000 x0 + 2000 y0
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*LH4 + k + 1L H1000L = 5000 x + 2000 y
4000 + Hk + 1L H1000L = 5000 x + 2000 y
4000 + 1000 k + 1000 = 5000 x + 2000 y
1000 H4 + kL + 1000 = 5000 x + 2000 y
5000 x0 + 2000 y0 + 1000 = 5000 x + 2000 y
5000 x0 + 2000 y0 + 1000 - 5000 + 5000 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 y0 + 1000 + 5000 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 y0 + 6000 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 y0 + H2000L 3 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 Hy0 + 3L = 5000 x + 2000 y
H*concluímos que*Lx = x0 - 1
y = y0 + 3
H*por lo tanto se cumple para k+1*L
H*con esto concluímos que se cumple la ecuación*L
H*n=1,2,3....*L
H4 + nL H1000L =
5000 x + 2000 y H*existen x,y enteros positivos que cumple la ecuacion*L
18 MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb
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H*y=cantidad de billetes de $2000, donde y es un entero positivo*L
H*x=cantidad de billetes de $5000, donde x es un entero positivo*L
H*lo que el ejercicio pide es que se cumpla la siguiente ecuacion,
n=1,2,3...*L
H4 + nL H1000L = 5000 x + 2000 y
H*existen x, y enteros positivos que cumple la ecuación*L
H*Demostracion por inducción*L
H*Demostraremos que es cierta para n=1*L
n = 1
H4 + 1L H1000L = 5000 x + 2000 y
H5L H1000L = 5000 x + 2000 y
5000 = 5000 x + 2000 y
x = 1
y = 0
H*Supongamos se cumple para n=k*LH*Hipótesis de inducción*L
H4 + kL H1000L = 5000 x + 2000 y
H*existen x0, y0 enteros positivos que la cumplen, es decir,*LH4 + kL H1000L = 5000 x0 + 2000 y0
H*Tenemos que demostrar que se cumple para n=k+1, es decir,*LH4 + k + 1L H1000L = 5000 x + 2000 y
4000 + Hk + 1L H1000L = 5000 x + 2000 y
4000 + 1000 k + 1000 = 5000 x + 2000 y
1000 H4 + kL + 1000 = 5000 x + 2000 y
5000 x0 + 2000 y0 + 1000 = 5000 x + 2000 y
5000 x0 + 2000 y0 + 1000 - 5000 + 5000 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 y0 + 1000 + 5000 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 y0 + 6000 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 y0 + H2000L 3 = 5000 x + 2000 y
5000 Hx0 - 1L + 2000 Hy0 + 3L = 5000 x + 2000 y
H*concluímos que*Lx = x0 - 1
y = y0 + 3
H*por lo tanto se cumple para k+1*L
H*con esto concluímos que se cumple la ecuación*L
H*n=1,2,3....*L
H4 + nL H1000L =
5000 x + 2000 y H*existen x,y enteros positivos que cumple la ecuacion*L
MIAS_U2_A2_ALVE (ver_fin).nb 19
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