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Ein Standbetreiber des Weihnachtsmarktes möchte die Anzahl der Kunden an a_{n} für jeden Tag nN>0 n \in \mathbb{N}_{>0} nach Eröffnung des Marktes abschätzen. Da zufriedene Kunden für gewöhnlich andere Kunden von der Qualität der Produkte überzeugen, hängt an a_{n} unter anderem von der Anzahl der Kunden der vorherigen Tage ab. Es werden verschiedene Annahmen getroffen:
a) Angenommen, es gelte an+1=2an+1 a_{n+1}=2 a_{n}+1 für alle n1 n \geq 1 , sowie a1=7 a_{1}=7 .
b) Angenommen, es gelte an+2=an+4 a_{n+2}=a_{n}+4 für alle n1 n \geq 1 , sowie a1=3,a2=5 a_{1}=3, a_{2}=5 .
c) Angenommen, es gelte an=(an1)2 a_{n}=\left(a_{n-1}\right)^{2} für alle n2 n \geq 2 , sowie a1=2 a_{1}=2 .

Geben Sie jeweils einen geschlossenen, nicht-rekursiven Ausdruck für an a_{n} an und beweisen Sie seine Korrektheit per vollständiger Induktion.

Aufgabe:


Problem/Ansatz:

Guten Abend zusammen. Brauche Unterstützung bei dieser Aufgabe.

Bin schon auf geschlossene, nicht-rekursive Ausdrücke gekommen:
a) A(n) = 7 * 2(n-1) + 2(n-1) - 1
b) A(n) = 1 + 2n

c) A(n) = 2n


Habe gerade Probleme mit dem Korrektheitsbeweis per vollständiger Induktion. bei a) und b) verwirrt mich, dass es um an+1 und an+2 geht und, dass es bei b) zwei Basisfälle gibt. Bin für eure Hilfe sehr dankbar.

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a) A(n) = 7 * 2(n-1) + 2(n-1) - 1= 8*2n-1 - 1 = 23 * 2n-1 - 1= 2n+1 - 1

Vielleicht klappt es damit besser .

Bei b) klappen doch beide Basisfälle mit deiner Formel.

Dann könnte die Induktion doch so laufen.

Angenommen n>2 und die Formel gilt für alle k kleiner als n.

Dann ist zu zeigen: Sie gilt für n und für n+1.

Also zu zeigen A(n)=1+2n . Wegen der Rekursion

hast du A(n)=A(n-2)+4 = 1+2(n-2)+4 = 2n+1 passt also.

Ebenso A(n+1) = A(n-1)+4 = 1+2(n-1)+4 = 2n+5 =1+ 2(n+1) passt auch.

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Danke für deinen Support!

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Deine Formeln für a) und b) sind korrekt und mit Induktion beweisbar. Notiere sauber Ind.Anf., Ind.Ann., Ind.Beh..

Bei b) braucht man zwei Ind.Anf., eben für n=1 und n=2. Die benötigte Ind.Ann. lautet: "Gelte für ein n :    ak=1+2kn : ~~~a_k=1+2k für alle knk\le n." Das ist die Version, wenn der Ind.Schritt von nn auf n+1n+1 sein soll.

Bei c) stimmt Deine Formel nicht. Probiere ein paar Werte aus.

Wenn Du den Ind.Schritt nicht von n1n-1 auf nn machen willst, sondern von nn auf n+1n+1, dann schreib Deine Formeln um in der Form an+1=...a_{n+1}=....

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