7 votos

Cómo encontrar el más pequeño $\lambda$ tal $\dfrac{1}{m}\sum_{i=1}^{m}x^2_{i}\le\sum_{i=1}^{m}\lambda^{m-i}y^2_{i}$

Pregunta:

Supongamos que para cualquier secuencia $\{x_{n}\}$, definir la secuencia de $\{y_{n}\}$, $$y_{1}=x_{1},y_{n+1}=x_{n+1}-\left(\sum_{i=1}^{n}x^2_{i}\right)^{\frac{1}{2}}(n\ge 1)$$ Encontrar el menor número positivo $\lambda$, para cualquier secuencia $\{x_{n}\}$ y para cualquier número entero positivo $m$,han $$\dfrac{1}{m}\sum_{i=1}^{m}x^2_{i}\le\sum_{i=1}^{m}\lambda^{m-i}y^2_{i}$$

y se dice que el $$\lambda_{\min}=2$$ y el uso de la inducción Matemática puede resultar,Pero no puedo.Gracias

Este problema es a partir de hoy china TST,

tal vez esta desigualdad es muy duro,

Ahora que no puedo resolver esta desigualdad,y no puedo ver ninguna de esta forma la desigualdad.

Espero que alguien pueda resolver este difícil problema.

y antes de que china TST desigualdad awalys de la AMM,el QUID del Problema,o un poco de papel reslut, yo no conozco a este problema está en la AMM,Quid?

7voto

Ivan Loh Puntos 14524

De hecho, el menor valor positivo de la $\lambda$$2$.


Paso 1: $\lambda \geq 2$.

Prueba: Vamos a $x_1=1$$x_{i+1}=\sqrt{2}^{i-1}$$i \geq 1$. Entonces

$$\sum_{i=1}^{n}{x_i^2}=1+\sum_{i=2}^{n}{2^{i-2}}=2^{n-1}$$

$$y_1=x_1=1$$

$$y_{n+1}=x_{n+1}-\left(\sum_{i=1}^{n}{x_i^2}\right)^{\frac{1}{2}}=\sqrt{2}^{n-1}-\sqrt{2}^{n-1}=0$$

Por definición de $\lambda$, podemos exigir que, a los definidos anteriormente,$x_i, y_i$,

$$\frac{1}{m}\sum_{i=1}^{m}{x_i^2} \leq \sum_{i=1}^{m}{\lambda^{m-i}y_i^2}$$

Así

$$\frac{1}{m}2^{m-1} \leq \lambda^{m-1}(1)+\sum_{i=2}^{m}{\lambda^{m-i}0^2}=\lambda^{m-1}$$

$$\left(\frac{2}{\lambda}\right)^{m-1} \leq m$$

Para $\lambda<2$, $\frac{2}{\lambda}>1$, por lo $\left(\frac{2}{\lambda}\right)^{m-1}>m$ para los suficientemente grandes valores de $m$, una contradicción.

Por lo tanto $\lambda \geq 2$, como se desee.


Paso 2: $\lambda=2$ obras.

Prueba: Esto equivale a probar que

$$\frac{1}{m}\sum_{i=1}^{m}{x_i^2} \leq \sum_{i=1}^{m}{2^{m-i}y_i^2}$$

para cualquier secuencia $\{x_n \}$ y un entero positivo $m$.

Procedemos por inducción sobre $m$.

Al $m=1$, la desigualdad se reduce a $x_1^2 \leq y_1^2$, que es trivialmente cierto que desde $y_1=x_1$.

Supongamos que la declaración tiene por $m=k$, es decir, que $$\frac{1}{k}\sum_{i=1}^{k}{x_i^2} \leq \sum_{i=1}^{k}{2^{k-i}y_i^2}$$

Considere la posibilidad de $m=k+1$. Definir $a=\left(\sum_{i=1}^{k}{x_i^2}\right)^{\frac{1}{2}}, b=x_{k+1}$. La hipótesis de inducción, a continuación, da $$\frac{a^2}{k} \leq \sum_{i=1}^{k}{2^{k-i}y_i^2}$$

Ahora, por definición, $y_{k+1}=x_{k+1}-\left(\sum_{i=1}^{k}{x_i^2}\right)^{\frac{1}{2}}=b-a$.

Así

\begin{align} \sum_{i=1}^{k+1}{2^{k+1-i}y_i^2}& =y_{k+1}^2+2\sum_{i=1}^{k}{2^{k-i}y_i^2} \\ & \geq y_{k+1}^2+\frac{2a^2}{k} \; \text{by the induction hypothesis} \\ & =(b-a)^2+\frac{2a^2}{k} \\ & =b^2+(1+\frac{2}{k})a^2-2ab \\ \end{align}

Así

\begin{align} \sum_{i=1}^{k+1}{2^{k+1-i}y_i^2}-\frac{1}{k+1}\sum_{i=1}^{k+1}{x_i^2} & \geq (b^2+(1+\frac{2}{k})a^2-2ab)-\frac{a^2+b^2}{k+1} \\ & =\frac{k}{k+1}b^2+\left(\frac{k}{k+1}+\frac{2}{k}\right)a^2-2ab \\ & \geq \frac{k}{k+1}b^2+\left(\frac{k-1}{k}+\frac{2}{k}\right)a^2-2ab \; \text{since} \, \frac{k}{k+1} \geq \frac{k-1}{k}\\ & =\frac{k}{k+1}b^2+\frac{k+1}{k}a^2-2ab \\ & = \left( \sqrt{\frac{k}{k+1}}b-\sqrt{\frac{k+1}{k}}a\right)^2\\ & \geq 0 \end{align}

Así, la declaración tiene por $m=k+1$, de modo que se hace por inducción.


En conclusión, el menor valor positivo de la $\lambda$$2$.

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