Najważniejsza nierówność na świecie»Zadanie 1
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Najważniejsza nierówność na świecie
- Publikacja w Delcie: maj 2019
- Publikacja elektroniczna: 30 kwietnia 2019
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (350 KB)
Udowodnić, że dla liczb dodatnich
prawdziwa jest nierówność
i
niebędących jednocześnie zerami.
oraz
Rozwiązanie ułatwia spostrzeżenie, że szacowany ułamek ma dodatni licznik i mianownik, bo
zachodzi nierówność
i przeniesieniu wszystkich wyrazów na lewą stronę nierówności otrzymamy

jest równa
Udowodnić, że
i
ułatwia dalsze rachunki.
spełniają równość
Wykazać, że
i
zachodzi nierówność

będą liczbami dodatnimi. Przyjmijmy
dla całkowitych
Dowieść, że prawdziwa jest co najmniej jedna z nierówności:

spełniających warunek
zachodzi nierówność
spełniają nierówność

zachodzi nierówność
spełniają warunek
Dowieść, że
zachodzi nierówność
będzie nieparzystą liczbą pierwszą oraz
Przypuśćmy, że liczba
jest pierwsza dla każdej dodatniej liczby całkowitej
nie większej od
Wykazać, że liczba
jest pierwsza dla każdej dodatniej liczby całkowitej
nie większej od 
jest liczbą złożoną dla pewnego
i oznaczmy przez
najmniejszą taką dodatnią liczbę całkowitą, że
jest liczbą złożoną. Z założeń zadania wynika, że
czyli 
najmniejszy dzielnik pierwszy liczby
Zauważmy, że
czyli istnieje liczba całkowita
o tej własności, że
więc skoro
dzieli
to również
jest liczbą podzielną przez
Pozostaje zauważyć, że
a co za tym idzie -
jest liczbą złożoną. Jednak
więc stoi to w sprzeczności z wyborem liczby 
spełniają równości

Skoro
są różne, to są one różnymi pierwiastkami wielomianu
Stąd na mocy wzorów Viéte'a uzyskujemy
spełniające założenia zadania rzeczywiście istnieją, np.
spełniają równość


czyli 
spełniające założenia zadania rzeczywiście istnieją (np.
), więc znaleziona wartość 0 istotnie jest osiągalna.
jest określony wzorami: 
lub wykazać, że ta granica nie istnieje.
literką
i dostajemy równoważną zależność
otrzymując
(dla
), i wobec tego
oznacza sumę odwrotności liczb naturalnych od 1 do
Zależności (1) i (2) dają oszacowanie
mamy stąd
; albo - bardziej elementarnie - z nierówności
(nietrudnej do wykazania przez indukcję). Dwustronne oszacowanie (3) pokazuje, że
jest nieparzysta. Dowieść, że zbiór
ma tyle samo
-elementowych podzbiorów o parzystej sumie elementów, co
-elementowych podzbiorów o nieparzystej sumie elementów.
-elementowy o parzystej sumie elementów można sparować z jego dopełnieniem w zbiorze
które również ma
elementów, a ich suma jest nieparzysta.
-kąta wypukłego nie przecinają się w jednym punkcie. Ile jest punktów przecięcia się przekątnych wewnątrz tego wielokąta?
-kąta należy dobrać w parę z czwórką (nieuporządkowaną) wierzchołków
-kąta, które są końcami tych przekątnych.
punktów niebieskich leży na wspólnym okręgu. Których wielokątów jest więcej: posiadających wyłącznie niebieskie wierzchołki, czy tych, które posiadają jeden czerwony wierzchołek, a pozostałe niebieskie?
każdy
-kąt o niebieskich wierzchołkach parujemy z
-kątem o jednym wierzchołkiem czerwonym, powstającym przez dołączenie tego wierzchołka. Bez pary pozostaną jedynie trójkąty z czerwonym wierzchołkiem, zatem wielokątów z czerwonym wierzchołkiem jest więcej.