به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
ارسال شده اسفند ۲۸, ۱۴۰۳ در مطالب ریاضی توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
ویرایش شده اسفند ۲۹, ۱۴۰۳ توسط قاسم شبرنگ
104 بازدید

با فرض:

$$ x_0=0,x_1,x_2,...,x_n \in R,x_1,x_2,...,x_n>0, \sum _{k=1}^nx_k=1 $$

ثابت کنید:

$$ \sum_{k=1}^n \frac{x_k}{ \sqrt{1+x_0+...+x_{k-1}} \sqrt{x_k+...+x_n} } < \frac{ \pi }{2} $$

اثبات:چون $x_k$ ها مثبت هستند و مجموعشان یک است، منطقی است که تعریف زیر را به کار ببریم:

$$a_k:=sin^{-1}(x_0+x_1+...+x_k) $$

$$ \Rightarrow x_0+x_1+...+x_k=sin(a_k),0=a_0<a_1<...<a_n= \frac{ \pi }{2} $$

حالا با توجه به اینه اگر $0<x \leq \frac{ \pi }{2} $ تابع کسینوس نزولی است و $sin(x)<x$ داریم:

$$ \sum_{k-1}^n \frac{x_k}{ \sqrt{1+x_0+...+x_{k-1}}\sqrt{x_k+...+x_n}} = \sum _ {k=1}^n \frac{sin(a_k) - sin(a_{k-1})}{ \sqrt{1+sin(a_k)} \sqrt{1-sin(a_{k-1})} } $$

$$ = \sum_{k=1}^n \frac{2sin(\frac{a_k-a_{k-1}}{2}) cos(\frac{a_k+a_{k-1}}{2})}{cos(a_{k-1})} < \sum_{k=1}^n \frac{2 \frac{a_k-a_{k-1}}{2} cos(a_{k-1})} {cos(a_{k-1})} $$

$$ = \sum_{k=1}^n(a_k-a_{k-1})= a_n = \frac{\pi}{2} $$

$\Box$

المپیاد ریاضی چین 1996.اثبات از تیتو آندرسکو.

“ ریاضیات نه چیزی بیشتر و نه چیزی کمتر از بخش دقیق اندیشه ی ما است.
...