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die Aufgabe lautet:

Zeigen Sie mit vollständiger Induktion, dass gilt:
$$ \forall n \in \mathrm{N}: \sum \limits_{k=1}^{n} k^{2}=\frac{n(n+1)(2 n+1)}{6} $$

Wenn ich jetzt aber 2 einsetze, bekomme ich auf der rechten Seite 30/6 = 5 heraus, was ja nicht 2² = 4 ist und wenn ich 3 einsetze, funktioniert das auch nicht. Mache ich da was falsch oder stimmt der große Gauß eigentlich gar nicht? :)

Gruß

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Ja genau die Formel stimmt eigentlich gar nicht. Spaß bei Seite auf der linken Seite steht eine Summe. Also für 2: 1^2+2^2 = 5.

Für 3: 1^2+2^2+3^2 = 14

1 Antwort

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genau exakt das musste ich auch in Ana I beweisen :)

Ich habs noch im Kopf deshalb kann ichs dir sagen ;)


a) Induktionsanfang für n = 1:

$$ \sum_{k=1}^{1}{k^2} = \frac { 1(1+1)(2+1) }{ 6 } = 1 $$

=> stimmt


b) Induktionsvoraussetzung: Für eine beliebige, aber feste (natürliche) Zahl n ∈ ℕ, n ≥ 1 gilt die Formel.


c) Induktionsschritt: n -> n+1


$$ \sum_{k=1}^{n+1}{k^2} = \sum_{k=1}^{n}{k^2} +(n+1)^2$$

$$ = \frac { n(n+1)(2n+1) }{ 6 } +(n+1)^2$$

$$ = \frac { 1 }{ 6 }( n(n+1)(2n+1) )+(n+1)^2$$

$$ = \frac { 1 }{ 6 }( n(2n+1)(n+1) )+(n+1)(n+1)$$

$$ = \frac { ( n(2n+1)+(n+1))\cdot(n+1) }{ 6 }$$

So, weiter komme ich gerade nicht...ich muss mir das nochmal in Ruhe ansehen, wir haben das sehr früh gemacht (ich hab mich damit lange nicht beschäftige da das Studium neben der Schule nicht möglich war)...Am Ende muss jedoch raus kommen (wenn ich mich jetzt nicht komplett verrechnet habe):

$$ \sum_{k=1}^{n+1}{k^2} = \frac { ((2n+2)+(n+2))\cdot(n+1) }{ 6 }$$


Ich hoffe, dass mein Ansatz trotzdem gestimmt hat. Ich kann mich nur noch ein Wenig erinnern und hoffe dass es soweit stimmt.

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Deine letzte Umformung ist falsch, beim Ausklammern darfst du nicht den Faktor \(\frac{1}{6} \) vernachlässigen.

" Am Ende muss jedoch rauskommen:..."

Die Gleichung die danach folgt ist ebenfalls falsch.

okay ich hab ja gesagt dass ich mir nicht mehr sicher bin...ich hätte besser nicht antworten sollen :(


Ich hatte das im Oktober imSchülerstudium. Und außerdem bin ich Schülerin der zehnten Klasse, ich darf noch Fehler machen...

Fehler machen ist nicht schlimm. Jetzt weißt du auch wo die Fehler sind und kannst sie ja jederzeit als Kommentar berichtigen.

Eine Frage habe ich aber...du sagst meine letzte Umformung sei falsch. Wieso? Ich habe die 1/6 sehr wohl berücksichtigt, weil ich das ja wieder als Bruch geschrieben habe...das verwirrt mich etwas.

$$... =  \frac{1}{6} n(2n+1)(n+1) + \frac{6}{6} (n+1)(n+1) $$

$$ = \frac{1}{6}(n+1) \cdot (n(2n+1) + 6(n+1))$$

Du klammerst \( \frac{1}{6}(n+1) \) aus.

Sorry, ich blick da jetzt nicht durch, was richtig und was falsch ist, ich hab das jetzt selbst fast gelöst, aber mit der Linearfaktorzerlegung komme ich nicht (ganz) auf die Behauptung:

(n (n + 1)(2n + 1)/6) + (n + 1)²

(2n³ + 9n² + 13n + 6) / 6

x1 = -1, x2 = -1,5, x3 = -2 | Linearfaktorzerlegung

(n + 1)(n + 2)(n + 1,5) / 6 ≠ (n + 1)(n + 2)(2n + 3) / 6

Muss ich dann nochmal auf die Behauptung schielen, um zu sehen, dass ich (n + 1,5) mit zwei mulitplizieren muss? Die Linearfaktorzerlegung isoliert betrachtet hilft mir ja in dem Fall nicht weiter, oder?

die Linearfaktorzerlegung ist falsch:

\( (2n^3+9n^2+13n+6) = 2(n+1)(n+2)(n+1,5) \)

Du hast also tatsächlich den Faktor 2 vergessen.

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