Prove que 1 . 2 + 2 . 3 + 3 . 4 + … + n(n+1) = n(n+1)(n+2)/3

Para provar essa igualdade, utilizamos o método de Indução Matemática:

1. Base da Indução (\(n=1\)):

Substituímos \(n=1\) em ambos os lados da equação:

  • Lado esquerdo: \(1 \cdot 2 = 2\)
  • Lado direito: \(\frac{1(1+1)(1+2)}{3} = \frac{1 \cdot 2 \cdot 3}{3} = 2\) Como \(2 = 2\), a base é verdadeira.

2. Hipótese de Indução:

Supomos que a fórmula seja válida para um número natural \(k\):

$$1 \cdot 2 + 2 \cdot 3 + \dots + k(k+1) = \frac{k(k+1)(k+2)}{3}$$

3. Passo Indutivo:

Devemos mostrar que, se é válida para \(k\), então também é para \(k+1\). Ou seja, queremos chegar em:

$$S_{k+1} = \frac{(k+1)(k+2)(k+3)}{3}$$

Somamos o próximo termo, \((k+1)(k+2)\), a ambos os lados da nossa hipótese:

$$S_{k+1} = \left[ \frac{k(k+1)(k+2)}{3} \right] + (k+1)(k+2)$$

Colocamos \((k+1)(k+2)\) em evidência:

$$S_{k+1} = (k+1)(k+2) \left( \frac{k}{3} + 1 \right)$$

$$S_{k+1} = (k+1)(k+2) \left( \frac{k+3}{3} \right)$$

$$S_{k+1} = \frac{(k+1)(k+2)(k+3)}{3}$$

Como chegamos à fórmula desejada, a proposição está provada para todo \(n \in \mathbb{N}\).

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