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Probar: $(a + b)^{n} \geq a^{n} + b^{n}$

Luchando con otra prueba:

Demostrar que, para cualquier entero positivo n: (a + b)n >= an + bn para todo a, b > 0:

He perdido 3 páginas de papel de cuaderno en este problema, y yo voy a llegar a ningún lado lentamente. Así que necesito algunos consejos.

  1. ¿Qué técnica utilizar para probar esto (por ejemplo, la inducción directa, contador de ejemplo)
  2. Hay trucos para la prueba? He visto algunas de las cosas locas sacó de la nada cuando se trata de pruebas...

16voto

Grant Puntos 5366

Sugerencia: Utilice el teorema del binomio.

Esto indica que $(a + b)^n = \sum \limits_{k = 0}^n {n \choose k} a^{n-k} b^k = a^n + b^n + \sum \limits_{k=1}^{n-1} {n \choose k} a^{n-k} b^k$.

Ahora, tenga en cuenta que cada término en la segunda suma es positiva; esto es debido a que a, b, y los coeficientes binomiales son todas positivas. Por lo tanto, (a+b)n = an + bn + (suma de términos positivos) >= an + bn.

15voto

Judah Himango Puntos 27365

De esta manera se sigue directamente del teorema del binomio. Alternativamente, usted puede probarlo de forma inductiva (que es probablemente la más divertida): supongamos que la desigualdad verdadera para $n-1$. A continuación, $(a+b)^n = (a+b)(a+b)^{n-1} \geq (a+b)(a^{n-1} + b^{n-1})$ por la hipótesis inductiva. Por lo $(a+b)^n \geq a(a^{n-1}+ b^{n-1}) + b(b^{n-1} + a^{n-1})$, y esta es, al menos,$a^n + b^n$.

12voto

jkramer Puntos 7271

Usted puede escribir $n=m+1$ donde $m \geq 0$, luego

$(a+b)^n = (a+b)^{m+1} = (a+b) (a+b)^m = a(a+b)^m +b(a+b)^m \geq a^{m+1} + b^{m+1}$

no hay inducción y funciona para cualquier real $n \geq 1$.

11voto

Joseph Sturtevant Puntos 6597

También puede ser útil para pensar un poco acerca de la geometría de la desigualdad.

Para $n=2$, encontrar una manera de poner un $a \times a$ cuadrado y un $b \times b$ plaza en un $(a+b) \times (a+b)$ plaza sin ningún tipo de se superpone. Para $n=3$, a ver si usted puede caber una $a \times a \times a$ cubo y un $b \times b \times b$ cubo dentro de un $(a+b) \times (a+b) \times (a+b)$ cubo sin superposiciones.

Luego, la noción de tener más de tres dimensiones puede parecer un poco raro, pero creo que de la caja en $n$ dimensiones, cuyos lados tienen longitud $a+b$. Puedes meter dos cajas dentro de ella, uno con lado de longitud $a$ y uno con lado de longitud $b$?

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