lunedì 7 marzo 2011

Il principio di induzione

Il principio di induzione

Sia $\QTR{cal}{P}$ una proprietà definita in $\QTR{Bbb}{N}$. Se sono soddisfatte le due ipotesi seguenti:
i) $\overline{n}$ MATH verifica $\QTR{cal}{P};$
ii) MATH tale che $n\geq \overline{n}$ verifica MATH verifica $\QTR{cal}{P}$, allora si ha che
  

MATH
Schema dimostrativo Posto MATH $\overline{n} $ e$\ \QTR{cal}{P}$ sia falsa$\}$ supponiamo per assurdo che $M$ sia non vuoto e chiamiamo $\overline{m}$ il più piccolo tra gli elementi dell'insieme $M$ (al momento prendiamo per buona questa affermazione e rinviamo alla definizione di minimo per una migliore formalizzazione del concetto). Da cui segue che per $m=\overline{m}$ la $\QTR{cal}{P}$ è falsa ed inoltre MATH da cui MATH. In particolare se MATH la $\QTR{cal}{P}$ è vera per la i), se invece MATH allora per $\overline{m}-1$ la $\QTR{cal}{P}$ e' ancora vera essendo $\overline{m}$ il più piccolo numero naturale più grande di $\overline{n}$ che rende la $\QTR{cal}{P}$ falsa. Di conseguenza se in ogni caso per $\overline{m}-1$ la $\QTR{cal}{P}$ è vera, segue dalla ii) che anche per $\overline{m}$ la $\QTR{cal}{P}$ è vera e ciò costutuisce una contraddizione.




Si osservi che è possibile scegliere come $\overline{n}$ proprio lo zero.
Esempio Si dimostri utilizzando il Principio di Induzione che per MATH risulta MATH
Dimostriamo che la suddetta uguaglianza vale per $n=0,$ infatti si ha MATH Adesso supposta l'uguaglianza vera per $n$ proviamola per $n+1.$ Se essa e' vera per $n$ si ha che MATH da cui si ha che MATH ossia MATHda cui l'uguaglianza vale per ogni $n\in \QTR{Bbb}{N}.$




Per maggiori approfondimenti inerenti gli argomenti trattati cfr. Bibliografia.

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