Witam, mam problem z dokończeniem pewnego zadania. Oto ono
Metodą indukcji matematycznej uzasadnić nierówność:
\(n!<\left(\frac{n}{2}\right)^{n},n \ge 6\)
Dla \(n=6:\)
\(6!<\left(\frac{6}{2}\right)^{6}\)
\(720<729\)
Zakładam prawdziwość dla pewnego k:
\(k!<\left(\frac{k}{2}\right)^{k}\)
Sprawdzam poprawność tezy dla \(k+1\):
\(\left(k+1\right)!<\left(\frac{k+1}{2}\right)^{k+1}\)
\(k!\left(k+1\right)<\left(\frac{k+1}{2}\right)^{k+1}\)
Korzystając z tezy:
\(k!\left(k+1\right)<\left(\frac{k}{2}\right)^{k}\left(k+1\right)\)
no i dalej nie potrafię doprowadzić tego do odpowiedniej formy, z góry dziękuję za pomoc
Indukcja - nierówność
Otrzymałeś(aś) rozwiązanie do zamieszczonego zadania? - podziękuj autorowi rozwiązania! Kliknij
- escher
- Moderator
- Posty: 308
- Rejestracja: 26 wrz 2008, 13:41
- Podziękowania: 1 raz
- Otrzymane podziękowania: 68 razy
Napiszę tak: zadanie jest trudne, ale pewnie nie beznadziejne.
W zbiorze Banasia i Wędrychowicza jest w części C o indukcji nierówność słabsza \(n!<\left(\frac{n+1}{2}\right)^n\)
i dowód jest oparty o nierówność między średnią geometryczną i arytmetyczną.
Tu prosta indukcja prawdopodobnie nie działa, bo po prostu \(\left(\frac{k}{2}\right)^k(k+1)\) jest po prostu większe
od naszego celu, czyli \(\left(\frac{k+1}{2}\right)^{k+1}\). Żadne doprowadzanie do odpowiedniej formy tu nie pomoże.
Zapewne trzeba skorzystać z założenia indukcyjnego w sposób bardziej pomysłowy.
No i taka uwaga. W dowodzie indukcyjnym możemy skorzystać z zalożenia indukcyjnego. ewentualnie z tezy T(k), ale nie po prostu z tezy, bo to takie sformułowanie, że nie wiadomo z czego tak na prawdę korzystamy. Jak w jakimś dowodzie twierdzenia korzystamy z tezy, to ten dowód jest błędny, bo zawiera błędne koło.
escher
W zbiorze Banasia i Wędrychowicza jest w części C o indukcji nierówność słabsza \(n!<\left(\frac{n+1}{2}\right)^n\)
i dowód jest oparty o nierówność między średnią geometryczną i arytmetyczną.
Tu prosta indukcja prawdopodobnie nie działa, bo po prostu \(\left(\frac{k}{2}\right)^k(k+1)\) jest po prostu większe
od naszego celu, czyli \(\left(\frac{k+1}{2}\right)^{k+1}\). Żadne doprowadzanie do odpowiedniej formy tu nie pomoże.
Zapewne trzeba skorzystać z założenia indukcyjnego w sposób bardziej pomysłowy.
No i taka uwaga. W dowodzie indukcyjnym możemy skorzystać z zalożenia indukcyjnego. ewentualnie z tezy T(k), ale nie po prostu z tezy, bo to takie sformułowanie, że nie wiadomo z czego tak na prawdę korzystamy. Jak w jakimś dowodzie twierdzenia korzystamy z tezy, to ten dowód jest błędny, bo zawiera błędne koło.
escher
- anka
- Expert
- Posty: 6587
- Rejestracja: 29 sty 2009, 23:25
- Podziękowania: 30 razy
- Otrzymane podziękowania: 1117 razy
- Płeć:
Wydaje mi się, że jednak \(\left(\frac{k}{2}\right)^k(k+1)<\left(\frac{k+1}{2}\right)^{k+1}\)escher pisze:bo po prostu \(\left(\frac{k}{2}\right)^k(k+1)\) jest po prostu większe
od naszego celu, czyli \(\left(\frac{k+1}{2}\right)^{k+1}\).
Poza tym coś mi nie pasuje w zapisie:
\(k!\left(k+1\right)<\left(\frac{k}{2}\right)^{k}\left(k+1\right)\)
To po prostu wygląda tak jakbyśmy założenie pomnożyli obustronnie przez \((k+1)\)
Znasz odpowiedź do zadania, to ją podaj. Łatwiej będzie sprawdzić czy w rozwiązaniu zadania nie ma błędu.
- anka
- Expert
- Posty: 6587
- Rejestracja: 29 sty 2009, 23:25
- Podziękowania: 30 razy
- Otrzymane podziękowania: 1117 razy
- Płeć:
Pewnie już nieaktualne, ale znalazłam podpowiedź na innym forum. Może komuś się kiedyś przyda.
\((k+1)!< \left( \frac{k+1}{2} \right)^{k+1}\)
\((k+1)!=k!(k+1)< \left(\frac{k}{2}\right) ^{k}(k+1)= \frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}\)
Wystarczy udowodnić:
\(\frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}<\left(\frac{k+1}{2} \right)^{k+1}\)
\(\frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}<\left(\frac{k+1}{2} \right)^{k} \cdot \frac{k+1}{2}\)
\(\frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}< \frac{(k+1)^k}{2^k} \cdot \frac{k+1}{2}\)
\(k^{k}< \frac{(k+1)^k}{2}\)
\(2k^k<(k+1)^k\)
\(2< (\frac{k+1}{k})^k\)
\(2< (1+\frac{1}{k})^k\)
Prawa strona dąży do \(e\)
\(2< e\)
\((k+1)!< \left( \frac{k+1}{2} \right)^{k+1}\)
\((k+1)!=k!(k+1)< \left(\frac{k}{2}\right) ^{k}(k+1)= \frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}\)
Wystarczy udowodnić:
\(\frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}<\left(\frac{k+1}{2} \right)^{k+1}\)
\(\frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}<\left(\frac{k+1}{2} \right)^{k} \cdot \frac{k+1}{2}\)
\(\frac{ k^{k} (k+1)}{2^k}< \frac{(k+1)^k}{2^k} \cdot \frac{k+1}{2}\)
\(k^{k}< \frac{(k+1)^k}{2}\)
\(2k^k<(k+1)^k\)
\(2< (\frac{k+1}{k})^k\)
\(2< (1+\frac{1}{k})^k\)
Prawa strona dąży do \(e\)
\(2< e\)
Znasz odpowiedź do zadania, to ją podaj. Łatwiej będzie sprawdzić czy w rozwiązaniu zadania nie ma błędu.