1+3+5+…+(2n-1)=n^2
1,3,5…と続く奇数の数列の和が平方数になることを示します。
1+3+5+⋯+(2n−1)=n2 を証明せよ。
証明1:数列の計算
1+3+5⋯+(2n−1)
=n∑k=1(2k−1)
=2⋅12n(n+1)−n
=n2
【別解】
初項1, 末項2n-1, 項数n の等差数列の和は
12n(1+2n−1)
=n2
証明2:数学的帰納法
[1] n=1 のとき
1=12
[2] n=k のとき
1+3+5+⋯(2k−1)=k2⋯(∗)
が成り立つと仮定すると,
1+3+5+⋯(2k−1)⏟=k2と仮定されている+(2(k+1)−1)
=k2+2k+1=(k+1)2
であるから n=k+1 のときも (∗) が成り立つ。
[1], [2] より, 題意が示された。
1=12
[2] n=k のとき
1+3+5+⋯(2k−1)=k2⋯(∗)
が成り立つと仮定すると,
1+3+5+⋯(2k−1)⏟=k2と仮定されている+(2(k+1)−1)
=k2+2k+1=(k+1)2
であるから n=k+1 のときも (∗) が成り立つ。
[1], [2] より, 題意が示された。