Dowieść, że dla każdej liczby naturalnej
istnieje taki ciąg
arytmetyczny liczb naturalnych
oraz taki ciąg geometryczny
liczb naturalnych
, że
Rozwiązanie
Wystarczy znaleźć ciągi dodatnich liczb wymiernych o podanych własnościach;
mnożąc ich wyrazy przez wspólny mianownik dostaniemy ciągi liczb
naturalnych, o jakie chodzi.
Ustalmy
. Funkcja
ma w punkcie
pochodną równą
, więc jej iloraz różnicowy jest
mniejszy od
dla
bliskich
:
Weźmy dowolną liczbę wymierną
, mniejszą od liczb
.
Wówczas
Przyjmijmy teraz
Tak określone ciągi
i
spełniają
postulowane warunki: zachodzą nierówności
; zaś zależności
dla
, czyli
, to
nierówność Bernoulliego.