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ich habe eine Folge, die wie folgt rekursiv definiert ist:

$$a_1 := a, a_2 := b, a_n := \frac{1}{2} ( a_{n-1} + a_{n-2} ), n \ge 3 $$

und diese explizit definierte Folge:

$$b_n := \frac{1}{3} \cdot ( 4 \cdot (- \frac{1}{2} ) ^n \cdot ( b - a ) + a + 2b ), n \ge 3$$

Und ich wollte jetzt zeigen, dass $$a_n = b_n \forall n \ge 3$$

Da dachte ich natürlich zuerst an vollständige Induktion. Aber ich bin mir dabei nicht sicher, was ich genau in der vollständigen Induktion beweisen muss.

Eine Idee von mir, war:

(Induktionsanfang) $$n = 3: a_3 = b_3$$

(Induktionsschluss) $$n \rightarrow n + 1: a_{n+1} = b_{n+1}$$

Dabei ist halt $$a_{n+1} = \frac{1}{2} ( a_n + a_{n-1} )$$.

Also ich bin mir nicht ganz sicher, wie ich das jetzt zeigen soll. Ich kann zeigen $$b_{n+1} = \frac{1}{2} ( b_n + b_{n-1} )$$, wenn ich obige Definition für bn so umforme. Würde das für den Induktionsschritt reichen?

Also wie mache ich hier eine korrekte vollständige Induktion?

Danke,

Thilo
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Hat sich erledigt. Habe es hinbekommen.

Bitte Lösung für die Nachwelt posten.

1 Antwort

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a1 = a
a2 = b
a3 = 1/2·(a2 + a1) = 1/2·(b + a) = a/2 + b/2

b1 = 1/3·(4·(- 1/2)^1·(b - a) + a + 2·b) = a
b2 = 1/3·(4·(- 1/2)^2·(b - a) + a + 2·b) = b
b3 = 1/3·(4·(- 1/2)^3·(b - a) + a + 2·b) = a/2 + b/2

Nun zeige ich das gilt

bn = 1/2·(bn-1 + bn-2)

1/3·(4·(- 1/2)^(n)·(b - a) + a + 2·b) = 1/2·(1/3·(4·(- 1/2)^(n-1)·(b - a) + a + 2·b) + 1/3·(4·(- 1/2)^(n - 2)·(b - a) + a + 2·b))

1/3·(4·(- 1/2)^(n)·(b - a) + a + 2·b) = 1/6·(4·(- 1/2)^(n-1)·(b - a) + a + 2·b) + 1/6·(4·(- 1/2)^(n - 2)·(b - a) + a + 2·b)

2·(4·(- 1/2)^(n)·(b - a) + a + 2·b) = 4·(- 1/2)^(n-1)·(b - a) + a + 2·b + 4·(- 1/2)^(n - 2)·(b - a) + a + 2·b

8·(- 1/2)^(n)·(b - a) + 2·a + 4·b = 4·(- 1/2)^(n-1)·(b - a) + a + 2·b + 4·(- 1/2)^(n - 2)·(b - a) + a + 2·b

8·(- 1/2)^(n)·(b - a) = 4·(- 1/2)^(n-1)·(b - a) + 4·(- 1/2)^(n - 2)·(b - a)

2·(- 1/2)^(n) = (- 1/2)^(n-1) + (- 1/2)^(n - 2)

2·(- 1/2)^(n) = -2·(- 1/2)^(n) + 4·(- 1/2)^(n)

2 = -2 + 4 → wahr

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