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找到了!終於找到一勞永逸的做法了! 令 d_n = √( a_n * b_n ), 則 d_{n+1} = d_n + 1/d_n。並且,顯然 d_2 ≧ 2。 事實上,當 n ≧ 2 時,d_n ≧ √(2n)。理由是數學歸納法。 d_{n+1} ≧ √(2n) + 1/√(2n) = (2n+1)/√(2n) ≧ √(2n+2)。 所以 a_50 + b_50 ≧ 2d_50 ≧ 2√100 = 20。 真的寫出來還意外地好看…… 至於 d_n ≧ √(2n) 其實也不是那麼天外飛來一筆, 這可以從差分方程 d_{n+1} - d_n = 1/d_n 看出端倪。 這個差分方程可以看成是 f'(x) = 1/f(x) 的離散化。 所以解的形狀也不會差太多才對。 ※ 引述《LPH66 (信じる力 奇跡起こすこと)》之銘言: : ※ 引述《tzhau (生命中無法承受之輕)》之銘言: : : 設數列<a_n>與<b_n>具a_n>0且b_n>0, : : a_(n+1)=a_n + [1/(b_n)], b_(n+1)=b_n + [1/(a_n)], n為正整數 : : 證明a_50 + b_50 > 20 : : 感覺這題會用到算幾,但還是試不太出來,不曉得是不是解題方向錯誤 : : 還煩請版友解惑,謝謝。 : : → yhliu : 想不出...數值計算在 a_1=b_1=1 的假設下算得20.16 01/21 13:27 : : → yhliu : 本想從 a(n+1)+b(n+1)=a(n)+b(n)[1+1/(a(n)b(n)) 01/21 13:30 : : → yhliu : 和 a(n+1)b(n+1)=a(n)b(n)+1/(a(n)b(n))+2 想辦法, 01/21 13:31 : : → yhliu : 沒成. 01/21 13:31 : 好像可以這樣看: : a_{n+1}+b_{n+1} = a_n+b_n+1/a_n+1/b_n : = a_n+b_n+(a_n+b_n)/(a_n*b_n) : ≧ a_n+b_n+(a_n+b_n)/[(a_n+b_n)/2]^2 (這步用了算幾) : = a_n+b_n+4/(a_n+b_n) : 也就是說, 若令 c_n = a_n+b_n, 則有 c_{n+1} ≧ c_n + 4/c_n : 由於 c_2 = a_2+b_2 = a_1+1/a_1+b_1+1/b_1 ≧ 2+2 = 4 易知 c_n ≧ 4 對 n≧2 : 那麼 c_{n+1} 會在 c_n 取得極小值時取得極小值 : (函數 x+4/x 可由算幾知在 x=4/x 即 x=2 時取得極小值, 且它在 x≧2 時為遞增) : 又 c_2 = a_2+b_2 = 4 可在 a_1 = b_1 = 1 得到 : 而在這個起始條件下有 c_{n+1} = 2(c_n/2 + 2/c_n) = c_n + 4/c_n : 也就是這個極小值狀況一路上去都是極小值成立 : 加上上面已經算得的此時 c_50 ~ 20.16 即可證得原式 : === : 不過這裡還有一個問題在於 c_50 > 20 這條件很緊, 因為 c_49 ~ 19.97 : 也就是說這還真的得要一路這樣求上來才能確定第 50 項和大於 20 : 中間應該沒有什麼估計的空間, 感覺筆算無理... : === : 是說原本我也有想到乘積數列 (即上面所引推文三樓的那條) : 還想說乘積只跟前項乘積有關應該有點東西, 可是還是沒法 XD : 最後還是回到和項這一串, 然後試了半天才發現這個做法 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 163.13.112.58 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1579680842.A.CCA.html ※ 編輯: Vulpix (163.13.112.58 臺灣), 01/22/2020 16:19:32
musicbox810 : 差分方程d_n的解是哪種型? 01/22 16:39
musicbox810 : d_n是√(?) 01/22 16:49
musicbox810 : 想請V大開示,感謝 01/22 17:54
LPH66 : 這裡應該只是用連續型的解 f(x) = √(2x) 來比較吧 01/22 17:55
algebraic : 猛 01/22 20:54
galois0823 : 數歸推論有錯, 直接平方差加總:\sum_{k=3}^n (d_k^2 01/25 23:43
galois0823 : - d_{k-1}^2) = \sum (2+1/d_{k-1}^2) > 2(n-2) => 01/25 23:43
galois0823 : d_n^2 > 2n 當 n > 2. 01/25 23:43
這作法也不錯。 不過我想我的MIT應該沒錯才是…… n=2 => d_2 = d_1 + 1/d_1 ≧ 2 by 算幾不等式 If d_k ≧ √(2k) (where k≧2), then d_{k+1} = d_k + 1/d_k ≧ √(2k) + 1/√(2k) = (2k+1)/√(2k) = (k + k+1)/√(2k) ≧ 2√[k(k+1)]/√(2k) = √(2k+2) 第一個不等號是因為 √(2k) ≧ 2,而 f(x)=x+1/x 在 x>1 時是遞增函數。 第二個不等號是算幾不等式。 ※ 編輯: Vulpix (1.163.55.68 臺灣), 01/26/2020 00:07:26
galois0823 : 1/d_k <= 1/\sqrt{2k} 01/26 11:36
galois0823 : 大概14項後, \sqrt{2n}+1/d_n < \sqrt{2n+2},因為d_ 01/26 11:45
galois0823 : n跑的比\sqrt{2n}快 01/26 11:45
Vulpix : 可是這跟原不等式無矛盾吧? 01/26 13:04
galois0823 : 沒錯,你的不等式是正確的,只是數歸推導跳了些細節 01/26 13:10
galois0823 : ,你的(2k+1)/\sqrt{2k}比結果還要大,應該也可以 01/26 13:10
galois0823 : 類推證明~ 01/26 13:10
Vulpix : 嗯,我原文只寫了關鍵的不等式,沒去解釋。 01/26 13:26
galois0823 : 沒注意你回文提到x+1/x絕對遞增,這樣 a>根號2n就可 01/27 18:45
galois0823 : 推得a+1/a>(2n+1)/根號2n, 整個證明完美無誤了! 01/27 18:45
yhliu : 幾位真是太厲害了! 話說我得出 a_n b_n 乘積關係式 01/28 04:37
yhliu : 後竟沒想到其平方根關係式...不過, 即使想到, 也不 01/28 04:39
yhliu : 可能再想到 d_n >= sqrt(2n). 這就是差距啊! 01/28 04:40
yhliu : 基於以上諸位的討論, 特別是 Vulpix 對 d_n 的結果, 01/28 05:01
yhliu : 原問題倒是簡單了, 也就是 a_n+b_n 與 2d_n 關係... 01/28 05:02
yhliu : 若一正數數列有 d_(n+1) = d_n+1/d_n, 則 n>=2 後 01/28 05:04
yhliu : d_n >= sqrt(2n). 而原數列可得 01/28 05:05
yhliu : a_(n+1)+b_(n+1) = a_n+b_n+1/a_n+1/b_n 01/28 05:06
yhliu : 取另兩數列 A_n, B_n 有 A_(n+1)=A_n+1/A_n, B_n 同 01/28 05:08
yhliu : 設 A_1+B_1 = a_1+b_1,則 A_n+B_n = a_n+b_n, all n 01/28 05:10
yhliu : 由 A_50+B_50>=20 得 a_50+b_50 >= 20. 01/28 05:11
Vulpix : 可是 A_2+B_2≠a_2+b_2。 01/28 16:56