Tính tổng \(S=1.2+2.3+.\text{ }.\text{ }.+(n-2)(n-1)+(n-1)n\) với mọi \(n\ge 2\)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi n = 2 thì S = 1.2 = 2 \(=\frac{2\left( {{2}^{2}}-1 \right)}{3}\)
Khi n = 3 thì S = 1.2 + 2.3 = 8 \(=\frac{3\left( {{3}^{2}}-1 \right)}{3}\)
Khi n = 4 thì S = 1.2 +2.3 + 3.4 = 20\(=\frac{4\left( {{4}^{2}}-1 \right)}{3}\)
Dự đoán công thức: \(S=\frac{n\left( {{n}^{2}}-1 \right)}{3}\)
Ta chứng minh công thức trên đúng bằng phương pháp quy nạp.
Khi n = 2 thì công thức trên đúng.
Giả sử công thức trên đúng đến n = k, tứ là \(1.2+2.3+...+\left( k-1 \right)k=\frac{k\left( {{k}^{2}}-1 \right)}{3}\)
Ta chứng minh công thức trên đúng đến n = k + 1, tức là cần chứng minh
\(1.2+2.3+...+\left( k-1 \right)k+k\left( k+1 \right)=\frac{\left( k+1 \right)\left[ {{\left( k+1 \right)}^{2}}-1 \right]}{3}\)
Từ giả thiết quy nạp ta có :
\(\begin{array}{l}1.2 + 2.3 + ... + \left( {k - 1} \right)k + k\left( {k + 1} \right) = \frac{{k\left( {{k^2} - 1} \right)}}{3} + k\left( {k + 1} \right) = \frac{{k\left( {{k^2} - 1} \right) + 3k\left( {k + 1} \right)}}{3}\\ = \frac{{k\left( {k + 1} \right)\left( {k - 1} \right) + 3k\left( {k + 1} \right)}}{3} = \frac{{k\left( {k + 1} \right)\left( {k - 1 + 3} \right)}}{3} = \frac{{k\left( {k + 1} \right)\left( {k + 2} \right)}}{3}\\ = \frac{{\left( {k + 1} \right)\left( {{k^2} + 2k} \right)}}{3} = \frac{{\left( {k + 2} \right)\left[ {{{\left( {k + 1} \right)}^2} - 1} \right]}}{3}\end{array}\)
Vậy công thức trên đúng với n = k + 1 hay dự đoán ban đầu là đúng.
Vậy \(S = \frac{{n\left( {{n^2} - 1} \right)}}{3}\)
Chọn D.
