No.1ベストアンサー
- 回答日時:
如何な自然数nに関する命題 {P(n)}を帰納法なしに証明する
ことはかなわない。
答えを仮定しないで、という意味なら多少のことはできる。
数列を
P[n]=(αⁿ/n!)Q[n]・・・・①
と変換する。
すると与式
αP[n-1]+(n+1)P[n+1]=(α+n)P(n]
は
nQ[n-1]+αQ[n+1]=(α+n)Q[n]
→ Q[n+1]-Q[n]=(n/α)(Q[n]-Q[n-1])
となる。
帰納法から
(Q[n+1]-Q[n])=(n/α)(Q[n]-Q[n-1])
={n(n-1)/α²}(Q[n-1]-Q[n-2])
・・・・・
=(n!/αⁿ)(Q[1]-Q[0])=(n!/αⁿ)(P[0]-P[0])=0
ここで、
Q[0]=P[0], Q[1]=P[1]/α=P[0]
を使った。すると、帰納法から
Q[n+1]=Q[n]=・・・・=Q[0]=P[0]
すると①から
P[n]=(αⁿ/n!)P[0]
(4.48)も同様(・・・多分)。
この回答へのお礼
お礼日時:2022/10/22 22:29
ありがとうございます
如何な自然数nに関する命題 {P(n)}を帰納法なしに証明する
ことはかなわない
ってことを知りませんでした
何でも高校数学みたいに解けるもんだと思ってました
こんなに早くに解決していただいて
ありがとうございます
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P₁ - aP₀ = 0 だから1以上s未満の任意のnについて
nPₙ - aPₙ₋₁ = 0
両辺に(n-1)!をかけて
n!Pₙ = a(n-1)!Pₙ₋₁
数列{n!Pₙ}が公比aの等比数列
n!Pₙ = aⁿ・0!P₀ = aⁿP₀
Pₙ = aⁿP₀/n!
これはn = 0, sのときも成立
n≥sのとき、
Pₙ₊₁ - Pₙ = (a/s)(Pₙ - Pₙ₋₁)
数列{Pₙ}の階差が等比数列 n≥sに注意して、
Pₙ - Pₙ₋₁ = (a/s)ⁿ⁻ˢ(Pₛ - Pₛ₋₁)
Pₙ
= Pₛ + (a/s)(Pₛ - Pₛ₋₁){(a/s)ⁿ⁻ˢ-1}/{(a/s)-1}
= aˢ/s! + aˢ{(a/s)ⁿ⁻ˢ - 1}/s!
= aⁿ/sⁿ⁻ˢs!