4 votos

Prueba por inducción para la desigualdad, $\sum_{k=1}^nk^{-2}\lt2-(1/n)$

Dejemos que $n$ sea un número natural positivo, $n\ge 2$ . Entonces $\displaystyle\sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} \lt 2 - \frac{1}{n}.$

El paso de la base fue fácil, pero ¿podría alguien darme una pista en la dirección correcta sobre cómo hacer el paso de la inducción?

He probado esto:

$\displaystyle\sum_{k=1}^k \frac{1}{k^2} + \frac{1}{(k + 1)^2} \lt 2 - \frac{1}{k + 1}$

Pero no me lleva a ninguna parte o estoy haciendo algo mal. No soy ningún experto así que se agradecería una explicación clara. Gracias.

10voto

Brian Puntos 11

Cuando se modela el universo en expansión en cosmología, se hace con una solución particular de las ecuaciones de campo de Einstein llamada métrica FRW. La característica que define esta métrica es, por supuesto, la expansión métrica. Esto significa que las distancias aumentarán con el tiempo. Una de las suposiciones de la métrica FRW es la homogeneidad. Dado que el universo es homogéneo a grandes escalas, esto funciona excelentemente para porciones muy grandes del universo. Sin embargo, las galaxias no son ciertamente homogéneas. Por lo tanto, hay que utilizar una métrica diferente dentro de las galaxias - y por ello, el espacio dentro de las galaxias no se ve afectado en absoluto por la expansión métrica. Ni siquiera es que el efecto sea demasiado pequeño para notarlo, las galaxias no se ven afectadas en absoluto por la expansión. Por lo tanto, podemos generalizar esto para decir que la expansión se produce entre los sistemas ligados. Hay una buena entrada sobre esto en el FAQ de Usenet:

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/expanding_universe.html

La energía oscura, sin embargo, es un poco más complicada. Como es una energía de vacío de presión negativa, ejerce una fuerza extremadamente pequeña en todas partes . Por lo tanto, tiene un pequeño efecto dentro de los sistemas vinculados. Esto se debe a que la energía oscura es una constante cosmológica, que también es un término en las ecuaciones de campo de Einstein. Dado que éstas aún gobiernan las interacciones gravitacionales dentro de las galaxias, la energía oscura tiene un efecto allí. La forma más fácil de verlo es observando la fuerza de atracción gravitatoria entre dos objetos con una constante cosmológica en el límite newtoniano: $$F = {GMm \over r^2} - {\Lambda m c^2 \over 3} r$$ Sin embargo, este efecto es totalmente insignificante.

2voto

gimel Puntos 30150

Lo que escribes es realmente lo que intentas mostrar. Sin embargo, estás casi allí. Para el paso de la inducción, tienes que asumir que

$$ \sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} < 2 - \frac{1}{n}. $$

A continuación, hay que demostrar que la afirmación es válida para $k = n+1$ :

$$ \sum_{k=1}^{n+1} \frac{1}{k^2} = \sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} + \frac{1}{(n+1)^2} < \dots $$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X