다음은 모든 자연수 n에 대하여
(n2−n+1)+(n2−n+3)+(n2−n+5)+⋯
+(n2+n−3)+(n2+n−1)=n3
이 성립함을 수학적귀납법으로 증명한 것이다.
[증명]
(ⅰ) n=1일 때, (좌변)=1, (우변)=13이므로 성립한다.
(ⅱ) n=k일 때 성립한다고 가정하면
(k2−k+1)+(k2−k+3)+⋯+(k2+k−1)=k3
n=k+1일 때
(k2+k+1)+(k2+k+3)+⋯+ (가)
=(k2−k+1)+(k2−k+3)+⋯+(k2+k−1)
+ (나)
+ (가)
= (다)
따라서 n=k+1일 때도 성립한다.
그러므로 주어진 식은 모든 자연수 n에 대하여 성립한다.
이 증명에서 (가), (나), (다)에 알맞은 것은? [4점]
| (가) | (나) | (다) |
| ① | k2+3k−1 | 2k2 | k3+1 |
| ② | k2+3k−1 | 2(k2+1) | (k+1)3 |
| ③ | k2+3k−1 | 2k(k+1) | k3+1 |
| ④ | k2+3k+1 | 2k2 | (k+1)3 |
| ⑤ | k2+3k+1 | 2k(k+1) | (k+1)3 |