คุณสมบัติการเรียงลำดับอย่างดีของจำนวนนับ (Well-ordering principle)

" ทุกๆ เซตย่อยที่ไม่ใช่เซตว่างของเซตของจำนวนนับจะมีสมาชิกที่มีค่าน้อยสุด "

ทฤษฎีบท 1.1  (First  principle of Finite induction)

 ถ้า S เป็นสับเซตของ N และ S มีคุณสมบัติดังนี้
1) 1 S
2) ถ้า k S  แล้ว k + 1 S
จะได้ว่า S = N
พิสูจน์

ทฤษฎีบท 1.2  วิธีพิสูจน์โดยการอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์วิธีที่ 1
 (The First method of proof by mathematical induction)

 สำหรับแต่ละจำนวนเต็มบวก n ให้ P(n) แทนข้อความที่เกี่ยวข้องกับ n
 ถ้า     1)   P(1) เป็นจริง
 และ   2)   สำหรับจำนวนเต็มบวก k ใดๆ ถ้า P(k) เป็นจริงแล้ว P(k+1)  เป็นจริงด้วย
 จะสรุปได้ว่า P(n) เป็นจริง สำหรับทุกๆ จำนวนเต็มบวก n


พิสูจน์

ตัวอย่าง 1  จงพิสูจน์ว่า 1 + 5 + 9 + ... + (4n -3) = n(2n - 1) เป็นจริงสำหรับทุกๆ จำนวนเต็มบวก n
วิธีทำ
 

ทฤษฎีบท 1.4  วิธีพิสูจน์โดยการอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์วิธีที่ 2
 ( The second method of proof by mathematical induction )

 สำหรับแต่ละจำนวนเต็มบวก n ให้ P(n) แทนข้อความที่เกี่ยวข้องกับ n
 ถ้า   1)    P(1) เป็นจริง
 และ 2)    สำหรับแต่ละจำนวนเต็มบวก k
  ถ้า P(2), P(3), , P(k) เป็นจริง    แล้ว P(k+1) เป็นจริง
 จะสรุปได้ว่า P(n) เป็นจริง สำหรับทุกๆ จำนวนเต็มบวก n
พิสูจน์   พิสูจน์เหมือน ทฤษฎีบท 1.2

ตัวอย่าง 2   พิจารณาลำดับ 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21,  ...

 ซึ่งมีชื่อเรียกว่า ลำดับฟิโบนักซี (Fibonacci sequqnce) ซึ่งกำหนดพจน์ที่ n ดังนี้
  u1 = 1, u2 = 2
  un = un-1 + un-2           สำหรับจำนวนเต็มบวก n ซึ่ง n 3
 จงพิสูจน์ว่า un <  (7/4)เป็นจริง สำหรับทุกๆ จำนวนเต็มบวก n
วิธีทำ