已知 n∈N∗,求证:[n3]∑i=0[n−3i2]=[n2+2n+412].
解析 用跳跃数学归纳法证明.当 n=1,2,3,4,5,6 时,有n123456[n3]∑i=0[n−3i2]011234n2+2n+471219283952
命题显然成立.假设当 n=k 时命题成立,即[k3]∑i=0[k−3i2]=[k2+2k+412],
则当 n=k+6 时,有[k+63]∑i=0[k+6−3i2]−[(k+6)2+2(k+6)+412]=[k3]+2∑i=0([k−3i2]+3)−[k2+2k+4+12k+4812]=[k3]+2∑i=0[k−3i2]+3([k3]+3)−[k2+2k+412]−(k+4)=[k3]∑i=0[k−3i2]+[k−3⋅([k3]+1)2]+[k−3⋅([k3]+2)2]+3([k3]+3)−[k2+2k+412]−(k+4)=[k−[k3]+12]+[k−[k3]2]+[k3]−k,
而注意到 k−[k3]+1 和 k−[k3] 是相邻的两个整数,因此[k−[k3]+12]+[k−[k3]2]=k−[k3],
因此命题得证.