mathanaliz
.pdf
В самом деле |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
(a + b)n+1 = (a + b)(a + b)n = |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
= (a + b) |
X Cni an−ibi = |
||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
i=0 |
|
|
|
|
|
|
|
Cni an+1−ibi + |
n |
Cni an−ibi+1 = |
|||||||
|
|
= |
X |
X |
||||||||
|
|
|
i=0 |
|
|
i=0 |
|
|
|
|
||
|
|
n |
|
|
|
n+1 |
|
|
|
|
|
|
= |
X Cni an+1−ibi + X |
Cni−1an+1−ibi = |
||||||||||
|
|
i=0 |
n |
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
= a |
n+1 |
+ |
i |
i 1 |
a |
n+1 i i |
+ b |
n+1 |
. |
|||
|
|
X |
Cn + Cn− |
|
− b |
|
||||||
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•First •Prev |
•Next •Last |
•Go Back •Full Screen •Close •Quit |
|||||
Используя соотношения |
|
|
|
|
|
|||
Cnk |
+ Cnk−1 |
n! |
|
|
|
|
n! |
|
= |
+ |
|
|
|
|
= |
||
|
|
k!(n − k)! |
(k |
− 1)!(n + 1 − k)! |
||||
|
= |
(n + 1)! |
= Ck |
|
, k = 1, 2, . . . , n, |
|||
|
|
|
||||||
|
k!(n + 1 − k)! |
|
n+1 |
|
|
|
||
|
|
C |
0 |
= Cn+1 |
= 1, |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
n+1 |
n+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(10.1) |
|
|
|
•First •Prev |
•Next •Last |
•Go Back •Full Screen |
•Close •Quit |
|||
окончательно имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
(a + b)n+1 = |
= an+1 + |
n |
|
|
|
X Cni +1an+1−ibi + bn+1 = |
||||
|
i=1 |
n+1 |
|
|
|
|
Cni +1an+1−ibi. |
||
|
|
= |
X |
|
|
|
|
i=0 |
|
|
•First |
•Prev |
•Next |
•Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit |
Для всех натуральных n > 2 имеет место неравен- |
|||||||||||||||||||||||||||
ство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√n |
|
|
1 |
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(10.2) |
|||||
|
|
|
|
|
|
< u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
un |
− |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Доказательство. |
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Из очевидного неравенства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
n = 1 + |
n |
|
|
|
|
|
|
n |
10.2 |
|
|
|
|
n |
|
|
|
1! |
+ |
|
|||||||
√n |
− |
1!! |
|
= 1 + n |
√n |
− |
|
||||||||||||||||||||
n(n |
− |
1) |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|||||
|
n |
|
|
|
1! |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
1! |
|
|
|
|||||||||
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|||||||||
|
√n |
− |
|
· · · |
+ √n |
− |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n(n |
1) |
n |
|
|
|
|
1! |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√n |
− |
|
|
||||||||||
следует, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
v |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
√n |
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 < u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
un |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
•First |
•Prev •Next |
•Last •Go Back |
•Full Screen |
•Close •Quit |
|||||||||||||||||
Для всех натуральных n имеет место неравенство |
||||||||||||||
|
|
|
n! > |
n n |
|
|
|
|
|
(10.3) |
||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||
Доказательство. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Обозначим через p(n) неравенство, которое нужно |
||||||||||||||
доказать. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Применим метод математической индукции. |
||||||||||||||
I. При n = 1 неравенство (10.3) имеет место. |
||||||||||||||
II. Пусть p(n) имеет место, т.е. n! > |
n3 |
!n . |
||||||||||||
III. Если неравенство (10.3) имеет место при n, то |
||||||||||||||
для n + 1 имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
II. n n |
|
|
||||||
(n + 1)! = n!(n + 1) > |
|
3 |
|
(n + 1) = |
||||||||||
n + 1 n+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
n |
5 |
n + 1 n+1 |
||||||||
= |
|
|
· |
1 |
|
|
> |
|
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||||
|
|
|
1 + n |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
•First •Prev |
•Next |
•Last |
•Go Back |
•Full Screen •Close •Quit |
||||||||
Для всех натуральных n имеет место неравен- |
ство Бернулли |
(1 + x1)(1 + x2) · · · (1 + xn) ≥ 1 + x1 + x2 + · · ·+ xn, |
(10.4) |
где x1, x2, . . . , xn – числа одного и того же зна- |
ка, большие минус единицы. |
Доказательство. |
Обозначим через p(n) неравенство, которое |
нужно доказать. |
Применим метод математической индукции. |
I. При n = 1, 2 неравенство (10.4) имеет место. |
II. Пусть p(n) имеет место, т.е. |
(1 + x1)(1 + x2) · · · (1 + xn) ≥ 1 + x1 + x2 + · · ·+ xn. |
III. Если неравенство (10.4) имеет место при |
n, то для n + 1 имеем |
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit |
Доказать, что если x > −1, то для всех нату- |
|
ральных n > 1 имеет место неравенство |
|
(1 + x)n ≥ 1 + nx, |
(10.5) |
причём знак равенства имеет место лишь при |
|
x = 0. |
|
Доказательство. |
|
Неравенство (10.5) есть следствие неравен- |
|
ства (10.4) при x1 = x2 = . . . = xn = x. |
|
НЕРАВЕНСТВО БЕРНУЛЛИ |
|
На иллюстрации показаны графики функций f (x) = (1 + x)n (си- |
|
n |
|
ний) и gn(x) = 1 + nx (красный) при n = 2, 3, . . . , 10. |
|
При всех значениях n = 2, 3, . . . , 10, которое устанавливается |
|
движком "n", синяя кривая всегда выше красной с единственной |
|
точкой соприкосновения (0, 1). |
|
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit |
|
Доказать, что если 0 < |q| < 1, то для всех натураль- |
|||||||||||||||||
ных n > 1 имеет место неравенство |
|
|
|||||||||||||||
|
|qn| < n |
(1|q| |
q |
). |
|
|
(10.6) |
||||||||||
Доказательство. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− | | |
|
|
|
|
|
|
|
Неравенство (10.6) получается из следующей |
|||||||||||||||||
цепочки неравенств |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
= |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
n |
10.5 |
|
||||
|
|
n |
1 + |
|
|
|
|
1 |
> |
|
|||||||
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
q |
− |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| | |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
> 1 + n |
|
|
|
|
1 |
> n |
|
|
|
|
1 . |
|
|||||
|
|
|
|
q |
|
− |
|
|
|
|
|
|
q |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
||||
Отсюда следует, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|qn| = |q|n < n (1|q| |
|
q ). |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− | |
|
| |
|
|
||
|
|
•First |
|
•Prev |
•Next |
•Last |
|
•Go Back •Full Screen |
•Close •Quit |
||||||||
Доказать, что если b R, b > 1, |
то для всех |
|
|||||||||||||
натуральных n > 2 имеет место неравенство |
|
|
|||||||||||||
|
|
n |
< |
2 |
|
1)2 |
. |
|
|
(10.7) |
|
||||
|
|
bn |
(n − 1)(b − |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Доказательство. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Так как b > 1, то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
b |
n |
= (1 + (b − |
|
n |
10.2 |
|||||
|
|
1) + n(n − 1)(b |
|
1)) |
= |
||||||||||
= 1 + n(b |
− |
− |
1)2 + |
· · · |
+ (n |
− |
1)n > |
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
> n(n − 1) |
(b |
− |
1)2. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nn < |
|
2n |
2 = |
|
|
|
|
|
2 |
|
2. |
|
|
||
b |
n(n |
− 1)(b − 1) |
|
(n − 1)(b − 1) |
|
|
|||||||||
|
|
|
•First |
•Prev •Next |
•Last |
•Go Back •Full Screen •Close •Quit |
|||||||||
