다음은 모든 자연수 n 에 대하여
1⋅n+2⋅(n−1)+3⋅(n−2)+⋯+(n−1)⋅2+n⋅1
=6n(n+1)(n+2)
이 성립함을 수학적귀납법으로 증명한 것이다.
<증명>
(ⅰ) n=1 일 때, (좌변)=1, (우변)=1이므로 주어진 식은 성립한다.
(ⅱ) n=k 일 때 성립한다고 가정하면
1⋅k+2⋅(k−1)+3⋅(k−2)+⋯+k⋅1
=6k(k+1)(k+2)
이다. n=k+1일 때 성립함을 보이자.
1⋅(k+1)+2⋅k+3⋅(k−1)+⋯+(k+1)⋅1
=1⋅k+2⋅(k−1)+3⋅(k−2)+⋯+k⋅1
+(1+2+3+⋯+k)+□(가)
=6k(k+1)(k+2)+□(나)
=□(다)
그러므로 n=k+1일 때도 성립한다.
따라서 모든 자연수n 에 대하여 주어진 등식은 성립한다.
위의 증명에서 (가), (나), (다)에 알맞은 것을 차례로 나열한 것은? [4점]
| (가) | (나) | (다) |
| ① | k | 2k(k+1) | 6(k+1)(k+2)(k+3) |
| ② | k | 2k(k+3) | 6(k+1)(k+2)(k+3) |
| ③ | k | 2(k+1)(k+2) | 6k(k+1)(k+2) |
| ④ | k+1 | 2(k+1)(k+2) | 6(k+1)(k+2)(k+3) |
| ⑤ | k+1 | 2(k+1)(k+2) | 6k(k+1)(k+2) |