1-11 класс
  • 1-11 класс
  • 1 класс
  • 2 класс
  • 3 класс
  • 4 класс
  • 5 класс
  • 6 класс
  • 7 класс
  • 8 класс
  • 9 класс
  • 10 класс
  • 11 класс
Выберите класс
Предметы
Мордкович (Баз и угл Ч2)
Упр.6.15 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
Мордкович, Семенов
10 класс
Автор
Мордкович, Семенов

Упр.6.15 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)

Подробный ответ

Докажем каждое неравенство методом математической индукции.

а)

$$5^n>3n-1,\quad n\in \mathbb{N}.$$

Обозначим

$$S_n=5^n-3n+1.$$

1) При $$n=1$$ имеем:

$$S_1=5^1-3\cdot 1+1=5-3+1=3>0.$$

2) Предположим, что для некоторого $$n$$ верно $$S_n>0$$. Тогда

$$S_{n+1}=5^{n+1}-3(n+1)+1=5\cdot 5^n-3n-2 =(5^n-3n+1)+(4\cdot 5^n-3)=S_n+(4\cdot 5^n-3).$$

Так как $$5^n\ge 5$$, то

$$4\cdot 5^n-3\ge 4\cdot 5-3=17>0.$$

Значит, $$S_{n+1}>0$$. Следовательно, $$5^n>3n-1$$ для всех $$n\in\mathbb{N}$$.

б)

$$3^n>2n^2+3n,\quad n\in \mathbb{N},\ n\ge 4.$$

Обозначим

$$S_n=3^n-2n^2-3n.$$

1) При $$n=4$$:

$$S_4=3^4-2\cdot 4^2-3\cdot 4=81-32-12=37>0.$$

2) Пусть для некоторого $$n\ge 4$$ верно $$S_n>0$$. Тогда

$$S_{n+1}=3^{n+1}-2(n+1)^2-3(n+1) =3\cdot 3^n-2n^2-4n-5$$

$$=(3^n-2n^2-3n)+(2\cdot 3^n-4n-5)=S_n+(2\cdot 3^n-4n-5).$$

Осталось показать, что

$$P_n=2\cdot 3^n-4n-5>0.$$

При $$n=5$$:

$$P_5=2\cdot 3^5-4\cdot 5-5=486-20-5=461>0.$$

И если $$P_n>0$$, то

$$P_{n+1}=2\cdot 3^{n+1}-4(n+1)-5 =6\cdot 3^n-4n-9 =(2\cdot 3^n-4n-5)+(4\cdot 3^n-4) =P_n+(4\cdot 3^n-4).$$

Так как $$3^n\ge 3^5=243$$, то

$$4\cdot 3^n-4>0.$$

Следовательно, $$P_{n+1}>0$$, а значит, и $$S_{n+1}>0$$. Неравенство доказано.

в)

$$2^n>5n+1,\quad n\in \mathbb{N},\ n\ge 5.$$

Обозначим

$$S_n=2^n-5n-1.$$

1) При $$n=5$$:

$$S_5=2^5-5\cdot 5-1=32-25-1=6>0.$$

2) Пусть для некоторого $$n\ge 5$$ верно $$S_n>0$$. Тогда

$$S_{n+1}=2^{n+1}-5(n+1)-1 =2\cdot 2^n-5n-6 =(2^n-5n-1)+(2^n-5) =S_n+(2^n-5).$$

Так как $$2^n\ge 2^5=32$$, то

$$2^n-5\ge 27>0.$$

Значит, $$S_{n+1}>0$$. Следовательно, $$2^n>5n+1$$ для всех $$n\ge 5$$.

г)

$$5^n>3n^2+10n,\quad n\in \mathbb{N},\ n\ge 3.$$

Обозначим

$$S_n=5^n-3n^2-10n.$$

1) При $$n=3$$:

$$S_3=5^3-3\cdot 3^2-10\cdot 3=125-27-30=68>0.$$

2) Пусть для некоторого $$n\ge 3$$ верно $$S_n>0$$. Тогда

$$S_{n+1}=5^{n+1}-3(n+1)^2-10(n+1) =5\cdot 5^n-3n^2-16n-13$$

$$=(5^n-3n^2-10n)+(4\cdot 5^n-6n-13) =S_n+(4\cdot 5^n-6n-13).$$

Осталось доказать, что

$$P_n=4\cdot 5^n-6n-13>0.$$

При $$n=4$$:

$$P_4=4\cdot 5^4-6\cdot 4-13=2500-24-13=2463>0.$$

Если $$P_n>0$$, то

$$P_{n+1}=4\cdot 5^{n+1}-6(n+1)-13 =20\cdot 5^n-6n-19 =(4\cdot 5^n-6n-13)+(16\cdot 5^n-6) =P_n+(16\cdot 5^n-6).$$

Так как $$5^n\ge 5^4=625$$, то

$$16\cdot 5^n-6>0.$$

Следовательно, $$P_{n+1}>0$$, а значит, $$S_{n+1}>0$$. Неравенство доказано.

Ответ

Все неравенства верны при указанных условиях.



Общая оценка
4.8 / 5
Другие учебники
Другие предметы