Итак нужно доказать 1+1/2²+1/3²+...+1/n²<1.75 при любом значении n. P.s. Довольно сложное...

0 голосов
23 просмотров

Итак нужно доказать 1+1/2²+1/3²+...+1/n²<1.75 при любом значении n.<br> P.s. Довольно сложное задание но на него я ставлю 95 баллов.


Математика (187 баллов) | 23 просмотров
Дано ответов: 2
0 голосов
Правильный ответ

Возьмем уравнение 4-ой степени
x^{4} + a_{1} x^{3} + a_{2} x^{2} + a_{3} x} +a_{4} =0
Допустим, что  b_{1}, b_{2} , b_{3}, b_{4}являются корнями этого уравнения. Тогда:
(b_{1}-x)( b_{2}-x) (b_{3}-x) (b_{4}-x)=0
Но если корни не равны 0 тогда:
\frac{(b_{1}-x)( b_{2}-x) (b_{3}-x) (b_{4}-x)}{ b_{1} b_{2} b_{3} b_{4} } =(1- \frac{x}{ b_{1} } )( 1- \frac{x}{ b_{2} }) (1- \frac{x}{ b_{3} }) (1- \frac{x}{ b_{4} })=0
Далее возьмем некоторый полином бесконечной степени:
sin(x)=x- \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} -...
Теперь бесконечный полином:
 \frac{sin(x)}{x} =(1- \frac{x}{ \pi } )( 1+\frac{x}{ \pi }) (1- \frac{x}{ 2 \pi }) (1+ \frac{x}{ 2 \pi })...
Преобразуем данное равенство:
\frac{sin(x)}{x} =(1- \frac{x^2}{ \pi ^2} )( 1-\frac{x^2}{ 4\pi^2 })...
Отсюда мы получаем, что:
(-1- \frac{1}{4} - \frac{1}{9} - ... )( \frac{1}{ \pi ^2} ) x^{2}
Поскольку бесконечное произведение равно бесконечному ряду для \frac{sin(x)}{x}, коэффициент при x^{2} должен быть равен - \frac{1}{3!} = -\frac{1}{6}.
Приравняем коэффициенты и умножим полученное равенство на -\pi ^2, из этого получим 1+ \frac{1}{2^2} + \frac{1}{3^2} + ...= \frac{ \pi ^2}{6} =1.644..
Следуя из этого мы получаем что 1.644\ \textless \ 1.75

(426 баллов)
0 голосов

1) Базис индукции: n=1
1 \ \textless \ 1.75 - выполняется
2) Предположим что и при n=k оно тоже верно
1 + 1/2² + 1/3² + ... + 1/k² < 1.75
3) Индуционный переход
 n=k+1;
1 + 1/2² + 1/3² + ... + 1/k² + 1/(k+1)² < 1.75 + 1/(k+1)² = (7(k+1)² + 4)/(k+1)² = (7k² + 14k + 1)/(k+1)²