帰納法で和の公式を証明する(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 帰納法で和の公式を証明する(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
すべての自然数 $n$ について,次の等式が成り立つことを数学的帰納法によって証明せよ.
\[ 1\cdot 2+2\cdot 3+3\cdot 4+\cdots+n(n+1)=\frac{1}{3}n(n+1)(n+2) \quad\cdots\text{①} \]
[1] $n=1$ のとき 左辺 $=1\cdot 2=2$,右辺 $=\dfrac{1}{3}\cdot 1\cdot 2\cdot 3=2$ であるから,① は成り立つ.
[2] $n=k$ のとき ① が成り立つと仮定すると
\[ 1\cdot 2+2\cdot 3+\cdots+k(k+1)=\frac{1}{3}k(k+1)(k+2) \]
$n=k+1$ のときの ① の左辺を考えると,仮定より
\begin{align*}
1\cdot 2+\cdots+k(k+1)+(k+1)(k+2)&=\frac{1}{3}k(k+1)(k+2)+(k+1)(k+2)\\
&=\frac{1}{3}(k+1)(k+2)(k+3)
\end{align*}
これは ① で $n=k+1$ としたときの右辺である.よって $n=k+1$ のときも ① は成り立つ.
[1],[2] から,すべての自然数 $n$ について ① は成り立つ.
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