сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Най­ди­те и до­ка­жи­те явное вы­ра­же­ние (в тер­ми­нах из­вест­ных опе­ра­ций на целых чис­лах) для функ­ции g(m, n) вы­чис­ля­ю­щей пару чисел (p, q), и опре­де­лен­ной сле­ду­ю­щим об­ра­зом для любых целых зна­че­ний m при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0...100 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и любых целых зна­че­ний n боль­ше или равно 0:

g(m, n)  =  если m  =  100 то (m, n + 1) иначе (p − 1, q) где  левая круг­лая скоб­ка p, q пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка m плюс 1, n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Сна­ча­ла да­вай­те «по­экс­пе­ри­мен­ти­ру­ем» и вы­чис­лим «сим­во­ли­че­ски» зна­че­ние функ­ции g для ка­ко­го-либо зна­че­ния m, близ­ко­го к 100, на­при­мер, вы­чис­лим g левая круг­лая скоб­ка 98, n пра­вая круг­лая скоб­ка :

1)  g левая круг­лая скоб­ка 98, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка p_1 минус 1, q_1 пра­вая круг­лая скоб­ка где  левая круг­лая скоб­ка p_1, q_1 пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка 99, n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка ;

2)  g левая круг­лая скоб­ка 99, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка p_2 минус 1, q_2 пра­вая круг­лая скоб­ка где  левая круг­лая скоб­ка p_2, q_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка 100, n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка 100, левая круг­лая скоб­ка n плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 100, левая круг­лая скоб­ка n плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка ;

3)  g левая круг­лая скоб­ка 99, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка p_2 минус 1, q_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 99, левая круг­лая скоб­ка n плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка сле­ду­ет из 2;

4)   левая круг­лая скоб­ка p_1, q_1 пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка 99, n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка 99, левая круг­лая скоб­ка n плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка сле­ду­ет из 1 и 3;

5)  g левая круг­лая скоб­ка 99, левая круг­лая скоб­ка n плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка p_3 минус 1, q_3 пра­вая круг­лая скоб­ка где  левая круг­лая скоб­ка p_3, q_3 пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка 100, левая круг­лая скоб­ка n плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка 100, левая круг­лая скоб­ка n плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 100, левая круг­лая скоб­ка n плюс 4 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка ;

6)   левая круг­лая скоб­ка p_1, q_1 пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 99, левая круг­лая скоб­ка n плюс 4 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка сле­ду­ет из 4 и 5;

7)  g левая круг­лая скоб­ка 98, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 98, левая круг­лая скоб­ка n плюс 4 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка сле­ду­ет из 1 и 6.

Из этого экс­пе­ри­мен­та видно, что

а)  g левая круг­лая скоб­ка 100, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 100, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 100, левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 100 минус 100 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — см. опре­де­ле­ние функ­ции;

б)  g левая круг­лая скоб­ка 99, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 99, левая круг­лая скоб­ка n плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 99, левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 100 минус 99 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — см. пункт 3 экс­пе­ри­мен­та;

в)  g левая круг­лая скоб­ка 98, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 98, левая круг­лая скоб­ка n плюс 4 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 98, левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 100 минус 98 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — см. пункт 7 экс­пе­ри­мен­та.

По­это­му воз­ни­ка­ет пред­по­ло­же­ние, что g левая круг­лая скоб­ка m, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка m, левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка для любых целых зна­че­ний m при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0 . .100 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и любых целых зна­че­ний n боль­ше или равно 0.

До­ка­жем ин­дук­ци­ей по m боль­ше или равно 0, что

g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка

для лю­бо­го це­ло­го n боль­ше или равно 0.

База ин­дук­ции m=0:

g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка 100, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 100, левая круг­лая скоб­ка 1 плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка для лю­бо­го n боль­ше или равно 0.

Ин­дук­ци­он­ная ги­по­те­за: пусть для всех k при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0 . . m пра­вая квад­рат­ная скоб­ка верно

g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка

для лю­бо­го n боль­ше или равно 0.

Шаг ин­дук­ции:

1.  g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка p минус 1, q пра­вая круг­лая скоб­ка где  левая круг­лая скоб­ка p, q пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка ;

2.  g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — по пред­по­ло­же­нию ин­дук­ции;

3.  g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — со­глас­но 2;

4.  g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка минус по пред­по­ло­же­нию ин­дук­ции;

5.  g левая круг­лая скоб­ка g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — со­глас­но 3 и 4;

6.   левая круг­лая скоб­ка p, q пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — со­глас­но 1 и 5;

7.  g левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка , n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 100 минус левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка   — со­глас­но 1 и 6.

 

Ответ: в со­от­вет­ствии с прин­ци­пом ма­те­ма­ти­че­ской ин­дук­ции g левая круг­лая скоб­ка m, n пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка m, левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 100 минус m пра­вая круг­лая скоб­ка плюс n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка для всех целых не­от­ри­ца­тель­ных m при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0..100 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и n боль­ше или равно 0.