25-10-2009, 12:33
|
|
מנהל משבראש, בלשנות, תכנות ויהדות
|
|
חבר מתאריך: 04.06.06
הודעות: 33,133
|
|
|
אוקיי.. זה תרגיל קצת יותר קשה מהקודם
אז ככה:
בסיס האינדוקציה: מציבים, ברור
הנחת האינדוקציה:
[TEX]\frac{2^{2n-1}}{\sqrt{n}} \le {2n \choose n} = \frac{(2n)!}{n!(2n-n)!} = \frac{(2n)!}{n! \cdot n!}[/TEX]
הוכחה:צריך להוכיח עבור n+1, משמע צ"ל:
[TEX]\frac{2^{2(n+1)-1}}{\sqrt{n+1}} \le {2(n+1) \choose n+1}[/TEX]
כלומר:
[TEX]\frac{2^{2n+1}}{\sqrt{n+1}} \le {2n+2 \choose n+1} = \frac{(2n+2)!}{(n+1)! \cdot ((2n+2)-(n+1))!} = \frac{(2n+2)!}{(n+1)! \cdot (n+1)!} = \frac{(2n)! \cdot (2n+1) \cdot (2n+2)}{n! \cdot n! \cdot (n+1)^2} = \frac{(2n)!}{n! \cdot n!} \cdot \frac{(2n+1) \cdot 2 \cdot (n+1)}{(n+1)^2} = \frac{(2n)!}{n! \cdot n!} \cdot \frac{2 \cdot (2n+1)}{n+1}[/TEX]
כזכור, ע"פ הנחת האינדוקציה:
[TEX]\frac{2^{2n-1}}{\sqrt{n}} \le {2n \choose n} = \frac{(2n)!}{n!(2n-n)!} = \frac{(2n)!}{n! \cdot n!}[/TEX]
ולכן:
[TEX]\frac{2^{2n-1}}{\sqrt{n}} \cdot \frac{2 \cdot (2n+1)}{n+1} \le \frac{(2n)!}{n! \cdot n!} \cdot \frac{2 \cdot (2n+1)}{n+1}[/TEX]
כי רק הכפלנו את אי-השיוויון בגורם אי-שלילי
ולכן נסיים את ההוכחה ברגע שנראה כי:
[TEX]\frac{2^{2n+1}}{\sqrt{n+1}} \le \frac{2^{2n-1}}{\sqrt{n}} \cdot \frac{2 \cdot (2n+1)}{n+1}[/TEX]
ואכן:
[TEX]\frac{2^2 \cdot 2^{2n-1}}{\sqrt{n+1}} \le \frac{2^{2n-1}}{\sqrt{n}} \cdot \frac{2 \cdot (2n+1)}{n+1}[/TEX]
[TEX]\frac{2}{\sqrt{n+1}} \le \frac{2n+1}{(n+1)\sqrt{n}}[/TEX]
[TEX]\frac{\sqrt{n}}{\sqrt{n+1}} \le \frac{2n+1}{2(n+1)}[/TEX]
[TEX]\sqrt{\frac{n}{n+1}} \le \frac{2n+1}{2n+2}[/TEX]
נעלה בריבוע:
[TEX]\frac{n}{n+1} \le (\frac{2n+1}{2n+2})^2 = \frac{(2n+1)^2}{(2n+2)^2} = \frac{4n^2+4n+1}{4n^2+8n+4}[/TEX]
נכפיל בהצלבה (ניתן לעשות זאת כי כל הביטויים חיוביים):
[TEX]n \cdot (4n^2+8n+4) \le (n+1) \cdot (4n^2+4n+1)[/TEX]
[TEX]4n^3+8n^2+4n \le 4n^3+4n^2+4n^2+4n+n+1[/TEX]
[TEX]0 \le n+1[/TEX]
וזה נכון כי מדובר במספרים טבעיים
Q.E.D
|