сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 5423
i

До­ка­жи­те, что при вся­ком на­ту­раль­ном n верны не­ра­вен­ства

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби n плюс 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби n плюс 2 плюс \ldots плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби 2n мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

По­сколь­ку

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n плюс 1 конец дроби , дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n плюс 2 конец дроби ,\ldots , дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2n минус 1 конец дроби боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2n конец дроби ,

то сумма

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n плюс 1 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n плюс 2 конец дроби плюс \ldots плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2n конец дроби боль­ше n дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2n конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

По­пыт­ка до­ка­зать вто­рое не­ра­вен­ство по ин­дук­ции к успе­ху не при­ве­дет (и ино­гда в таких слу­ча­ях школь­ни­ки го­во­рят, что не­ра­вен­ство не­вер­но). Ка­жет­ся па­ра­док­саль­ным, что го­раз­до проще до­ка­зать более силь­ное не­ра­вен­ство:

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n плюс 1 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n плюс 2 конец дроби плюс \ldots плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2n конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2n конец дроби .

Дей­стви­тель­но, если обо­зна­чить сумму сто­я­щую в левой части за a_n, то легко по­лу­чить сле­ду­ю­щее ре­кур­рент­ное со­от­но­ше­ние: a_n плюс 1=a_n плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2n левая круг­лая скоб­ка 2n плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , от­ку­да a_n плюс 1 мень­ше a_n плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n плюс 1 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , после чего не­ра­вен­ство до­ка­зы­ва­ет­ся без труда.