Noen enkle

Her kan brukere av forum utfordre hverandre med morsomme oppgaver og nøtter man ønsker å dele med andre. Dette er altså ikke et sted for desperate skrik om hjelp, de kan man poste i de andre forumene, men et sted for problemløsing på tvers av trinn og fag.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Realist1
Euclid
Euclid
Innlegg: 1993
Registrert: 30/01-2007 20:39

Så godt som alle oppgavene her er jo langt over videregående nivå, og jeg tror nok det er flere under dette som også trives med oppgaver. Meget mulig jeg tar feil, men jeg synes det er kjekt med noen veldig enkle også, jeg. Lurte på om jeg skulle legge denne under Bevis, men siden det er en oppgave kan den heller komme her.

Bevis:
[tex]1+2+3+...+n = \frac{n(n+1)}{2}[/tex]

Oppfølgingsspørsmål kommer nok, hvis dere vil, da.
Gommle
Grothendieck
Grothendieck
Innlegg: 857
Registrert: 21/05-2007 20:05

[tex]1+2+3+...+n = \frac{n(n+1)}{2}[/tex]

Da ser jeg at det er n tall til sammen, og at gjennomsnittet av dem er (n+1)/2. For å få summen ganger man selvfølgelig gjennomsnittet med antall tall, og får n(n+1)/2

Ikke så veldig bra bevis, men jeg skjønte det hvertfall.
Realist1
Euclid
Euclid
Innlegg: 1993
Registrert: 30/01-2007 20:39

Hva med denne da?

Bevis at summen av de [tex]n[/tex] første naturlige oddetallene er [tex]n^2[/tex].
espen180
Gauss
Gauss
Innlegg: 2578
Registrert: 03/03-2008 15:07
Sted: Trondheim

Et annet bevis for den første oppgaven:

[tex]S_n=\sum_{i=1}^ni \\ 2S_n=2\sum_{i=1}^ni=\sum_{i=1}^n\left(i+(n-i+1)\right)=\sum_{i=1}^n (n+1)=n^2+n \\ S_n=n\frac{n+1}{2}[/tex]


Uten summetegnene, for de som ikke ser hva som skjer:

[tex]S_n=1+2+3+4+...+n \\ 2S_n=1+1+2+2+3+3+4+4+...+n+n=(1+n)+(2+n-1)+(3+n-2)+(4+n-3)+...+(n+1)=n(n+1) \\ S_n=n\frac{n+1}{2}[/tex]
Realist1
Euclid
Euclid
Innlegg: 1993
Registrert: 30/01-2007 20:39

Veldig bra, Espen. :) Selv har jeg ikke lært meg noe særlig med notasjoner, men det ser veldig bra ut.
espen180
Gauss
Gauss
Innlegg: 2578
Registrert: 03/03-2008 15:07
Sted: Trondheim

Takk, Realist1 :)

Oppgave 2:

[tex]S_n=\sum_{i=1}^n (2i-1) \\ 2S_n=2\sum_{i=1}^n (2i-1)=\sum_{i=1}^n \left( (2i-1)+\left(2n-(2i-1)\right) \right)=2n^2 \\ S_n=n^2[/tex]
Sist redigert av espen180 den 04/01-2009 17:42, redigert 1 gang totalt.
Realist1
Euclid
Euclid
Innlegg: 1993
Registrert: 30/01-2007 20:39

Hehe, er dette altfor lett?
espen180
Gauss
Gauss
Innlegg: 2578
Registrert: 03/03-2008 15:07
Sted: Trondheim

Det som er enkelt for noen kan være vanskelig for andre vet du, så spørsmålet ditt er veldig relativt. ;)
Realist1
Euclid
Euclid
Innlegg: 1993
Registrert: 30/01-2007 20:39

[tex]\frac{1}{4} + \left(\frac{1}{4}\right)^2 + \left(\frac{1}{4}\right)^3 + ... = \frac{1}{3}[/tex]

Bevis den, og lær meg en mer matematisk korrekt måte å skrive det på. :D
espen180
Gauss
Gauss
Innlegg: 2578
Registrert: 03/03-2008 15:07
Sted: Trondheim

Hmm, kan forsøke. :)

[tex]\sum_{n=1}^\infty \left(\frac{1}{4}\right)^n=\frac13[/tex]

Hmm. Uendelig geometerisk rekke.

Skriver om på "formelform": [tex]S=\sum_{n=1}^\infty \left(a_1\cdot k^{n-1}\right)=\frac{a_1}{1-k}[/tex]

Blir da [tex]S=\sum_{n=1}^\infty \left(\frac14\left(\frac{1}{4}\right)^{n-1}\right)=\frac{\frac14}{1-\frac14}=\frac{\frac14}{\frac34}=\frac13[/tex].

Ikke så mye til bevis her da. Mer bruk av formel for å løse en oppgave. :)
Realist1
Euclid
Euclid
Innlegg: 1993
Registrert: 30/01-2007 20:39

Vel, siden jeg ikke er i stand til å holde følge med det der, får jeg la tvilen komme til gode og godkjenne det. :)

Bevis:
[tex]1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + n^3 = (1+2+3+...+n)^2[/tex]
espen180
Gauss
Gauss
Innlegg: 2578
Registrert: 03/03-2008 15:07
Sted: Trondheim

Den klarer jeg nok ikke. :P Har aldri jobbet med noe lignende før.
Realist1
Euclid
Euclid
Innlegg: 1993
Registrert: 30/01-2007 20:39

Vi er kanskje beveget oss litt utenfor det som kan klassifiseres som enkelt, ja. :D Skylder på at du var den eneste som svarte og at du tok alt, altfor lett. :)

Jeg lar denne oppgaven stå til den er løst, så slipper flere oppgaver å være ute samtidig. :)
Vektormannen
Euler
Euler
Innlegg: 5889
Registrert: 26/09-2007 19:35
Sted: Trondheim
Kontakt:

Denne kan vises med induksjon.

Vi ser at for n = 1 så stemmer påstanden; [tex]1^3 = 1^2[/tex]. Hvis vi nå kan vise at, gitt at det gjelder for et tall n = k, også gjelder for n = k+1, må det gjelde for alle tall.

Vi går altså ut i fra at følgende holder: [tex]1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + k^3 = (1+2+3+...+k)^2[/tex].

Nå ser vi hva som skjer om vi øker n med 1. Da har vi at [tex]1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + k + (k+1)^3 = (1+2+3+...+k+k+1)^2[/tex].

Vi ser på differansen mellom disse to likhetene:

[tex](1^3 + 2^3 + 3^3 + ... k^3 + (k+1)^3) - (1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + k^3) = (1+2+3+...+k+k+1)^2 - (1+2+3+...+k)^2[/tex]

Mye strykes bort på venstresida, og på høyresida har vi en konjugatsetning:

[tex](k+1)^3 = ((1+2+3+...+k+k+1) - (1+2+3+...k))((1+2+3+...+k+k+1) + (1+2+3+...+k))[/tex]

Nå ser vi på høyresiden. Den ene faktoren kan forenkles kraftig -- alle leddene unntatt k+1 strykes bort -- og vi kan trekke sammen i den andre faktoren:

[tex](k+1)^3 = (k+1) \cdot (2(1+2+3+...+k) + k+1)[/tex]

Vi gjenkjenner summen av heltallene i faktoren til høyre og får

[tex](k+1)^3 = (k+1) \cdot (\cancel{2} \cdot \frac{(k(k+1)}{\cancel{2}} + k+1)[/tex]

Faktoriserer ut fellesfaktoren k+1:

[tex](k+1)^3 = (k+1) \cdot (k+1)(k + 1) = (k+1)^3[/tex]

Dermed, hvis vi antar at det stemmer for n = k, stemmer likheten også for n = k+1. Når vi i tillegg har vist at det holder for n = 1, må det derfor holde for n = 2 også. Men da må det også holde for n = 3, og så videre.

Edit: og etter FredrikMs kommentar slår det meg at dette kanskje kan vises veldig mye enklere :p
Sist redigert av Vektormannen den 04/01-2009 19:20, redigert 5 ganger totalt.
Elektronikk @ NTNU | nesizer
FredrikM
Poincare
Poincare
Innlegg: 1367
Registrert: 28/08-2007 20:39
Sted: Oslo
Kontakt:

espen180 skrev:Den klarer jeg nok ikke. :P Har aldri jobbet med noe lignende før.
Løses greit ved induksjon og ved å gjenkjenne høyresiden som en enkel aritmetisk rekke (som ble vist litt lenger opp å være [tex]n\frac{n+1}{2}[/tex]

Forøvrig har jeg litt problemer med å henge med på hvordan du gjør ting i det første "summe-tegn"-beviset ditt.
Cube - mathematical prethoughts | @MatematikkFakta
Med forbehold om tullete feil. (både her og ellers)
Svar