Question Number 44716 by Tawa1 last updated on 03/Oct/18
$$\mathrm{prove}:\:\:\:\:\:\mathrm{1}\:+\:\mathrm{11}\:+\:\mathrm{111}\:+\:….\:+\:\frac{\mathrm{111}\:…\mathrm{111}}{\mathrm{n}\:\mathrm{times}}\:\:=\:\:\frac{\mathrm{10}^{\mathrm{n}\:+\:\mathrm{1}} \:−\:\mathrm{9n}\:−\:\mathrm{10}}{\mathrm{81}} \\ $$
Answered by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 03/Oct/18
$${s}=\mathrm{1}+\mathrm{11}+\mathrm{111}+\mathrm{1111}+…+\mathrm{111}..\underset{{n}\:{times}} {.}\mathrm{111} \\ $$$$\mathrm{9}{s}=\mathrm{9}+\mathrm{99}+\mathrm{999}+\mathrm{9999}+…+\mathrm{999}…\mathrm{999} \\ $$$$\mathrm{9}{s}=\left(\mathrm{10}−\mathrm{1}\right)+\left(\mathrm{10}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)+\left(\mathrm{10}^{\mathrm{3}} −\mathrm{1}\right)+\left(\mathrm{10}^{\mathrm{4}} −\mathrm{1}\right)+..+\left(\mathrm{10}^{{n}} −\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{9}{s}=\left(\mathrm{10}+\mathrm{10}^{\mathrm{2}} +\mathrm{10}^{\mathrm{3}} +..+\mathrm{10}^{{n}} \right)−\left(\mathrm{1}+\mathrm{1}+\mathrm{1}…{ntimes}\right) \\ $$$$\mathrm{9}{s}=\frac{\mathrm{10}\left(\mathrm{10}^{{n}} −\mathrm{1}\right)}{\mathrm{10}−\mathrm{1}}−{n} \\ $$$${s}=\frac{\mathrm{10}^{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{n}}{\mathrm{81}} \\ $$$${proof}\:{by}\:{mathematical}\:{induction} \\ $$$${step}\:\mathrm{1}\:{put}\:{n}=\mathrm{1}\:{right}\:{hand}\:{side} \\ $$$${obtained}\:{value}\:{in}\:{RHS}\:{is}\:\frac{\mathrm{10}^{\mathrm{2}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}×\mathrm{1}}{\mathrm{81}}=\mathrm{1} \\ $$$${now}\:{in}\:{LHS}\:{value}\:{also}\:\mathrm{1} \\ $$$${so}\:{given}\:{statement}\:{is}\:{true}\:{for}\:{n}=\mathrm{1} \\ $$$${step}\:\mathrm{2}\:{put}\:{n}=\mathrm{2} \\ $$$${RHS}=\frac{\mathrm{10}^{\mathrm{2}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}×\mathrm{2}}{\mathrm{81}}=\frac{\mathrm{1000}−\mathrm{10}−\mathrm{18}}{\mathrm{81}}=\mathrm{12} \\ $$$${LHS}\:{is}\:{also}\:\mathrm{1}+\mathrm{11}=\mathrm{12}\: \\ $$$${so}\:{for}\:{n}=\:\mathrm{2}\:{it}\:{is}\:{true} \\ $$$${step}\:\mathrm{3} \\ $$$${let}\:{we}\:{assume}\:{for}\:{n}={m}\:{it}\:{is}\:{true}\: \\ $$$${then}\:{we}\:{have}\:{to}\:{prove}\:{that}\:{it}\:{is}\:{true}\:{for}\:{m}+\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{1}+\mathrm{11}+\mathrm{111}+…+\mathrm{111}..\mathrm{111}\leftarrow{m}\:{times}=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}}{\mathrm{81}} \\ $$$${now}\:{add}\:\mathrm{111}…\mathrm{111}\:\leftarrow\left({m}+\mathrm{1}\right){tkmes}\:{in}\:{LHS} \\ $$$$ \\ $$$$\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}}{\mathrm{81}}+\mathrm{111}…\mathrm{111}\leftarrow\left({m}+\mathrm{1}\right){times} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}}{\mathrm{81}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}}\left(\mathrm{999}…\mathrm{999}\right)\leftarrow\left({m}+\mathrm{1}\right){times} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}}{\mathrm{81}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}}\left(\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{1}\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}+\mathrm{9}\left(\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{1}\right)}{\mathrm{81}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}+\left(\mathrm{10}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{1}\right)}{\mathrm{81}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}+\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{2}} −\mathrm{10}−\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{1}} +\mathrm{1}}{\mathrm{81}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{2}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}−\mathrm{10}+\mathrm{1}}{\mathrm{81}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{2}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}{m}−\mathrm{9}}{\mathrm{81}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{2}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}\left({m}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{81}} \\ $$$${if}\:{you}\:{put}\:{n}={m}+\mathrm{1}\:{RHS} \\ $$$$\frac{\mathrm{10}^{{m}+\mathrm{2}} −\mathrm{10}−\mathrm{9}\left({m}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{81}}\:\:{so}\:{given}\:{statement}\:{aso}\:{true} \\ $$$${for}\:{m}+\mathrm{1}\:\:\: \\ $$$${so}\:{it}\:{true}\:{for}\:{m}\:{qnd}\:{m}+\mathrm{1}… \\ $$$$ \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 03/Oct/18
$$\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}. \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 03/Oct/18
$$\mathrm{Please}\:\mathrm{sir},\:\mathrm{can}\:\mathrm{you}\:\mathrm{help}\:\mathrm{me}\:\mathrm{to}\:\mathrm{use}\:\mathrm{mathematical}\:\mathrm{induction}\:\mathrm{sir} \\ $$
Commented by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 03/Oct/18
$${yes}… \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 03/Oct/18
$$\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}.\:\mathrm{help}\:\mathrm{me}\:\mathrm{to}\:\mathrm{use}\:\mathrm{induction} \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 04/Oct/18
$$\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}.\:\:\mathrm{I}\:\mathrm{really}\:\mathrm{appreciate}\:\mathrm{your}\:\mathrm{effort}.\: \\ $$
Commented by Necxx last updated on 04/Oct/18
$${wow}….{I}'{ve}\:{also}\:{sought}\:{the}\:{answer} \\ $$$${for}\:{this}.{Thanks}\:{Mr}\:{Tanmay}. \\ $$