Algebra lineare e geometria analitica/Dimostrazioni: differenze tra le versioni

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Un altro procedimento molto usato per dimostrare una proposizione fa uso del ''principio di induzione'' (completa o trascendete).<br>
Il principio di induzione completa può essere espresso in più forme, ora useremo questa: intanto, consideriamo un predicato (cioè, una proposizione contenente una variabile, la cui verità è legata al valore assunto dalla variabile) <math>\mathcal{P}(m)</math>, con <math>m</math> che varia in <math>\mathbb{N}</math>, allora vale che "''se <math>\mathcal{P}(0)</math> è vera ('''passo base'''), e se, per ogni <math>n\in\mathbb{N}</math>, assunta vera <math>\mathcal{P}(n)</math> (ipotesi induttiva) allora è vera anche <math>\mathcal{P}(n+1)</math> ('''passo induttivo'''), allora <math>\mathcal{P}(m)</math> è vera per ogni intero naturale <math>n</math>''". Praticamente, il fatto che <math>\mathcal{P}(0)</math> sia vera insieme al fatto che <math>\forall n\in\mathbb{N},\mathcal{P}(n)\rightarrow\mathcal{P}(n+1)</math> ci assicura che anche <math>\mathcal{P}(1)</math> sia vera (basta prendere <math>n=0</math>), quindi con lo stesso ragionamente anche <math>\mathcal{P}(2)</math> sarà vera, quindi <math>\mathcal{P}(3)</math>, eccetera, arrivando a dimostrare che il predicato è vero per ogni valore della variabile. Ovviamente, entrambi i passi vanno dimostrati: esistono predicati induttivi (cioè, per cui è verificato il passo induttivo) che non sono però vere, o lo sono solo definitivamente (nel senso, si prova il passo base per un valore <math>m>0</math>: in questo caso, il predicato sarà vero per ogni <math>n\geq m</math>).<br>
Un esempio classico è la dimostrazione che <math>\forall n\in\mathbb{N},\;\mathcal{S}(n)=\sum_{i=1}^{n}i=1+2+\cdots+n=\frac{n\cdot(n+1)}{2}</math> (ovvero, che la serie aritmetica di ragione <math>1</math> converge a <math>\frac{n\cdot(n+1)}{2}</math>). Iniziamo a dimostrare la '''base''': <math>\mathcal{S}(1)=1</math> e <math>\frac{1\cdot 2}{2}=1</math>, quindi il caso base è verificato; passiamo ora al '''passo induttivo''': assumiamo, per ipotesi induttiva, che <math>\mathcal{S}(n)=\frac{n\cdot(n+1)}{2}<\/math>, e calcoliamo <math>\mathcal{S}(n+1)</math>: <math>\mathcal{S}(n+1)=1+2+\cdots+n=\mathcal{S}(n)+(n+1)=\frac{n\cdot(n+1)}{2}+(n+1)=\frac{n\cdot(n+1)+2\cdot(n+1)}{2}=\frac{(n+1)\cdot((n+1)+1)}{2}</math> che è appunto uguale alla formula calcolata per <math>n+1</math>. Si dimostra così per induzione che <math>\mathcal{S}(n)=\frac{n\cdot(n+1)}{2}</math>.
 
===Principio dei Cassetti===