אפשר לתאר סדרה בשתי דרכים. נוסחה מפורשת נותנת כל איבר לפי המקום שלו: . כלל נסיגה נותן איבר ראשון, ואיך מקבלים כל איבר מהקודם: , . הזיזו את המחוון וראו את שתיהן באותה תמונה.
מהו ? חשבו בנוסחה המפורשת. כמה צעדים של כלל הנסיגה הייתם צריכים כדי להגיע אליו?
Show the answer and the solution
בהצבה אחת. בכלל הנסיגה צריך תשעה צעדים מ-. לכן רוצים נוסחה מפורשת, וצריך להוכיח שהיא מתאימה לכלל.
מכלל נסיגה לנוסחה מפורשת
נתון כלל נסיגה, ומוצעת נוסחה . מוכיחים באינדוקציה שהנוסחה נכונה לכל :
בדיקה: הנתון שווה ל-
הנחה:
הוכחה: מציבים את ההנחה בכלל הנסיגה, ומראים ש-
, . הוכיחו:
בסיס: . שלב ההוכחה:
כלל הנסיגה עבור
מציבים את ההנחה
זו הנוסחה עבור
נתונה הנוסחה . הראו, בלי אינדוקציה, ש-.
Show the answer and the solution
. מהנוסחה המפורשת מגיעים לכלל בהצבה ישירה. הכיוון השני, מהכלל לנוסחה, דורש אינדוקציה: הכלל לבדו לא אומר מאיפה מתחילים.
סכום ואיבר
אם הוא סכום האיברים הראשונים, אז . זה כלל נסיגה של הסכומים. מהכיוון ההפוך, כשידועה נוסחה של , מקבלים כל איבר: עבור , ו-.
. מצאו את
כאן הוא סכום האיברים הראשונים של סדרה.
מציבים
האיבר החמישי הוא מה שנוסף בין ל-
בשלב 3 מתחילים תמיד מכלל הנסיגה: . רק כך נכנסת ההנחה. מי שמתחיל מ- ומנסה להגיע לכלל, מוכיח את הכיוון ההפוך.
הטעויות בהוכחה של נוסחה מפורשת.
מציבים את בתוך סוגריים. בלי סוגריים, רק מוכפל ב-.
לא לשכוח את הבסיס: . הכלל מתקיים בשתי הנוסחאות, רק הבסיס מבדיל ביניהן.
Exercises
Exercise 1
נתון: , . מצאו את .
Show the answer and the solution
Answer: 17
Worked solution:
מציבים את בכלל
מציבים את
מציבים את
כל איבר נבנה מהקודם. המלכודת: לעצור ב-, או לחשב כ-, כאילו זו נוסחה מפורשת.
Exercise 2
נתון: , . איזו נוסחה מפורשת מתאימה לסדרה?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
האיברים הראשונים
בדיקה
הצעד
הנכונה: . עובדת עבור ונכשלת ב- (). נותנת במקום . נותנת ואז .
Exercise 3
נתון: , . השלימו את שלב ההוכחה ש-.
____ ____
Show the answer and the solution
Answer: 2 1
Worked solution:
פתיחת סוגריים
זו הנוסחה עבור
ה- מוכפל גם ב- שבתוך הסוגריים. בלי זה מקבלים , והצעד «נכשל» בגלל טעות חישוב.
Exercise 4
הוכיחו או הפריכו: הנוסחה מתאימה לסדרה , .
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
בסיס
צעד
הטענה נכונה. הבסיס והצעד מתקיימים. זו הסדרה שבציור. שימו לב: הצעד לבדו מתקיים גם ב-, ורק הבסיס מכריע.
Exercise 5
לסדרה יש נוסחה מפורשת . איזה כלל נסיגה מתאר אותה?
Show the answer and the solution
Answer: C ,
Worked solution:
האיבר הראשון
היחס בין איברים סמוכים
הנכונה: , . היה נכון רק אם החזקה הייתה . מבלבל בין המקדם למנה.
Exercise 6
נתון: , . סדרו את ההוכחה ש-.
Show the answer and the solution
Answer: בודקים: · מניחים: · כותבים את כלל הנסיגה: · מציבים את ההנחה: · מקבלים
Worked solution:
הצעד
שלב 3 מתחיל מכלל הנסיגה, ורק אחר כך מציבים את ההנחה. המלכודת: להציב את הנוסחה בכלל, כלומר להניח את מה שמוכיחים.
Exercise 7
נתון: , . לפניכם שלב ההוכחה ש-. שורה אחת שגויה. מצאו אותה.
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
ה- כופל גם את
הכפל בסוגריים חל על שני המחוברים. השורה האחרונה נכונה, אבל היא לא נובעת מהשורה השגויה: .
Exercise 8
הוא סכום האיברים הראשונים של סדרה, ו- לכל . מצאו את .
Show the answer and the solution
Answer: 10
Worked solution:
סכום חמשת האיברים
סכום ארבעת האיברים
מה שנוסף באיבר החמישי
הוא ההפרש , לא עצמו. המלכודת: לענות .
Exercise 9
הוכיחו באינדוקציה: הסדרה , מקיימת לכל טבעי.
Show the answer and the solution
- — בדיקה עבור
- — הנחת האינדוקציה
- — כלל הנסיגה עבור , והצבת ההנחה
- — נוסחת הכפל המקוצר: זו הטענה עבור
Worked solution:
הצעד
בכלל הנסיגה עבור המחובר הוא , לא . המלכודת: להציב בכלל במקום .
Exercise 10
נתון: , . חשבו כמה איברים ובחרו את הנוסחה המפורשת.
Show the answer and the solution
Answer: C
Worked solution:
האיברים
הצעד: כופלים מונה ומכנה ב-
הנכונה: . מתאימה ל- ול- ונכשלת ב-: שני איברים לא מספיקים כדי לבחור נוסחה.