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¿Es esta cuestión de inducción mal o voy loco?

Aquí es una pregunta que me he topado: demostrar por inducción que para cada entero $n$ mayor o igual a $1$,

$${\sum_{i=1}^{2^n}} \frac{1}{i} \ge 1 +\frac{n}{2}.$$

Ahora sé cómo probar por inducción, pero no no esta $p(1)$ desde

¿% #% $ #% no es cierto?

13voto

RSerrao Puntos 13

Compruebe el límite superior de la sumatoria;

Si $n = 1$, luego tenemos

$$\sum_{i=1}^2 \frac1i = 1 + \frac12 \geq 1 + \frac12$$

que es sin duda cierto.

Dada la discusión en los comentarios, puedo ampliar mi respuesta para incluir la inducción de la prueba en lo que me gustaría hacer:

(PRUEBA POR INDUCCIÓN:)

Ya tenemos la base de caso por $n = 1$; Asumir que es cierto al $k$. Nos muestran es cierto para $k + 1$.

La suma se convierte en

$$\sum_{i=1}^{2^{k+1}} \frac1i = \sum_{i=1}^{2^k} \frac1i + \sum_{i=2^k+1}^{2^{k+1}} \frac1i \geq 1 + \frac{k}{2} + \sum_{i=2^k+1}^{2^{k+1}} \frac1i$$

que tiene debido a la inducción de paso. Queremos comprobar si

$$1 + \frac{k}{2} + \sum_{i=2^k+1}^{2^{k+1}} \frac1k \geq 1 + \frac{k+1}{2} = 1 + \frac{k}{2} + \frac12$$

esto es suficiente para mostrar que

$$\sum_{i=2^k+1}^{2^{k+1}} \frac1i \geq \frac12$$

que es, de hecho, la verdadera. Observe que cada término de la serie es mayor que, o igual a, $\frac1{2^{k+1}}$:

$$\sum_{i=2^k+1}^{2^{k+1}} \frac1i \geq \sum_{i=2^k+1}^{2^{k+1}} \frac1{2^{k+1}} = 2^k\cdot \frac1{2^{k+1}} = \frac12$$

lo que concluye la prueba.

8voto

Bram28 Puntos 18

No: la cuestión no está mal y también no va loco... Usted acaba de hacer un pequeño fallo. :)

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