帰納法で和の公式を証明する(B)
★☆☆☆☆☆☆(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(A) (★☆☆☆☆☆☆(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.
\[ 1^3+2^3+3^3+\cdots+n^3=\left\{\frac{1}{2}n(n+1)\right\}^2 \quad\cdots\text{①} \]
[1] $n=1$ のとき 左辺 $=1$,右辺 $=\left(\dfrac{1}{2}\cdot 1\cdot 2\right)^2=1$ 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.$n=k+1$ のときの ① の左辺は,仮定より
\begin{align*}
1^3+\cdots+k^3+(k+1)^3&=\frac{1}{4}k^2(k+1)^2+(k+1)^3=\frac{1}{4}(k+1)^2\{k^2+4(k+1)\}\\
&=\frac{1}{4}(k+1)^2(k+2)^2=\left\{\frac{1}{2}(k+1)(k+2)\right\}^2
\end{align*}
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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