Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

Συντονιστές: achilleas, emouroukos, silouan

Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18816
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Έστω πραγματικοί αριθμοί a, \,b >1 τέτοιοι ώστε για κάθε φυσικό k να ισχύει [a^k]=[b^k].

Αποδείξτε ότι a=b.

(Το [.] δηλώνει ακέραιο μέρος.)

Ετικέτες:
fogsteel
Δημοσιεύσεις: 45
Εγγραφή: Σάβ Νοέμ 06, 2021 3:04 pm

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από fogsteel »

Mihalis_Lambrou έγραψε: Τετ Δεκ 28, 2022 3:23 pm Έστω πραγματικοί αριθμοί a, \,b >1 τέτοιοι ώστε για κάθε φυσικό k να ισχύει [a^k]=[b^k].

Αποδείξτε ότι a=b.

(Το [.] δηλώνει ακέραιο μέρος.)
Έστω πως a \neq b και χωρίς βλάβη της γενικότητας a > b με a - b = c \Leftrightarrow a = b + c

Παρατηρούμε πως όταν k \rightarrow \infty τότε c > \frac{b}{k}.

Άρα a^k = (b + c)^k > (b + \frac{b}{k})^k = b^k(1 + \frac{1}{k})^k \rightarrow b^k * e

Προφανώς οι b^k και b^k * e δεν μπορουν να εχουν ιδιο ακεραιο μερος.
Άρα a = b
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18816
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

fogsteel έγραψε: Τετ Δεκ 28, 2022 4:33 pm
Mihalis_Lambrou έγραψε: Τετ Δεκ 28, 2022 3:23 pm Έστω πραγματικοί αριθμοί a, \,b >1 τέτοιοι ώστε για κάθε φυσικό k να ισχύει [a^k]=[b^k].

Αποδείξτε ότι a=b.

(Το [.] δηλώνει ακέραιο μέρος.)
Έστω πως a \neq b και χωρίς βλάβη της γενικότητας a > b με a - b = c \Leftrightarrow a = b + c

Παρατηρούμε πως όταν k \rightarrow \infty τότε c > \frac{b}{k}.

Άρα a^k = (b + c)^k > (b + \frac{b}{k})^k = b^k(1 + \frac{1}{k})^k \rightarrow b^k * e

Προφανώς οι b^k και b^k * e δεν μπορουν να εχουν ιδιο ακεραιο μερος.
Άρα a = b
.
Θαυμάσια.

Κάνοντας απειροελάχιστη προσαρμογή μπορούμε να γλιτώσουμε την λήψη του ορίου. Όχι ότι η λήψη του είναι πρόβλημα αλλά για να κάνουμε την λύση προσιτή και σε μικρότερη τάξη. Συγκεκριμένα,

a^k = (b + c)^k = b^k \left (1 + \frac{c}{b}\right )^k \ge  b^k \left (1 + \frac{kc}{b}\right ) =      b^k + kcb^{k-1}  \ge b^k +kc που για κατάλληλα μεγάλο k είναι >b^k+1.

Οπότε, όπως πριν, οι a^k και b^k δεν μπορούν να έχουν ίδιο ακέραιο μέρος.
Άβαταρ μέλους
sai
Δημοσιεύσεις: 7
Εγγραφή: Σάβ Νοέμ 05, 2022 8:17 pm

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από sai »

Αλλιώς, ας υποθέσουμε πως a \ne b και WLOG a > b \implies a = b + c. Από υπόθεση θα είναι [a^k] = [b^k] \implies a^k - b^k < 1, για κάθε k \in \mathbb{N}. Όμως, αν f(x) = a^x - b^x - 1 για a > b, είναι f'(x) = a^x\ln(a) - b^x\ln(b) > 0 (για x > 0). Συνεπώς η f είναι γνησίως αύξουσα και για επαρκώς μεγάλο x θα έχουμε a^x - b^x > 1, άτοπο.
Τελευταία επεξεργασία από το μέλος sai την Πέμ Δεκ 29, 2022 12:17 pm, έχει επεξεργασθεί 2 φορές συνολικά.
Touya found Sai... Only I knew of Sai until now. But Sai... Touya's found you! He's found you!
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18816
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 11:18 am ... για επαρκώς μεγάλο x θα έχουμε a^x - b^x > 1, άτοπο.
Σωστά, αλλά χρειάζεται απόδειξη. Οι προηγούμενες δύο αποδείξεις αυτό ακριβώς δείχνουν.
Άβαταρ μέλους
sai
Δημοσιεύσεις: 7
Εγγραφή: Σάβ Νοέμ 05, 2022 8:17 pm

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από sai »

Mihalis_Lambrou έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 11:22 am
sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 11:18 am ... για επαρκώς μεγάλο x θα έχουμε a^x - b^x > 1, άτοπο.
Σωστά, αλλά χρειάζεται απόδειξη. Οι προηγούμενες δύο αποδείξεις αυτό ακριβώς δείχνουν.
Αυτο ακριβώς δείχνει η μονοτονία της f.
Touya found Sai... Only I knew of Sai until now. But Sai... Touya's found you! He's found you!
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18816
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 11:27 am Αυτο ακριβώς δείχνει η μονοτονία της f.
.
Δεν το βλέπω. Για παράδειγμα η 1-\dfrac {1}{x+1} είναι γνήσια αύξουσα για x\ge 0 αλλά οποιεσδήποτε δύο τιμές της διαφέρουν λιγότερο από 1 (διότι το σύνολο τιμών της είναι το [0,1), δηλαδή ένα μήκος 1)
Άβαταρ μέλους
sai
Δημοσιεύσεις: 7
Εγγραφή: Σάβ Νοέμ 05, 2022 8:17 pm

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#8

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από sai »

Mihalis_Lambrou έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 12:50 pm
sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 11:27 am Αυτο ακριβώς δείχνει η μονοτονία της f.
.
Δεν το βλέπω. Για παράδειγμα η 1-\dfrac {1}{x+1} είναι γνήσια αύξουσα για x\ge 0 αλλά οποιεσδήποτε δύο τιμές της διαφέρουν λιγότερο από 1 (διότι το σύνολο τιμών της είναι το [0,1), δηλαδή ένα μήκος 1)
Πήρα f(x) = a^x - b^x - 1, συνεπώς το μόνο που αρκεί είναι, για μεγάλο x, να είναι f(x) > 0, που ισχύει λόγω μονοτονίας. Όχι;
Touya found Sai... Only I knew of Sai until now. But Sai... Touya's found you! He's found you!
thepigod762
Δημοσιεύσεις: 94
Εγγραφή: Σάβ Οκτ 23, 2021 1:02 am
Τοποθεσία: Λάρισα

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#9

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από thepigod762 »

sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 1:49 pm
Mihalis_Lambrou έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 12:50 pm
sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 11:27 am Αυτο ακριβώς δείχνει η μονοτονία της f.
.
Δεν το βλέπω. Για παράδειγμα η 1-\dfrac {1}{x+1} είναι γνήσια αύξουσα για x\ge 0 αλλά οποιεσδήποτε δύο τιμές της διαφέρουν λιγότερο από 1 (διότι το σύνολο τιμών της είναι το [0,1), δηλαδή ένα μήκος 1)
Πήρα f(x) = a^x - b^x - 1, συνεπώς το μόνο που αρκεί είναι, για μεγάλο x, να είναι f(x) > 0, που ισχύει λόγω μονοτονίας. Όχι;
H C_f μπορεί να έχει οριζόντια ασύμπτωτη. Τότε αυξάνεται μεν απεριόριστα αλλά πλησιάζει μια τιμή.

Εδώ αυτό που αρκεί είναι το \displaystyle \lim_{x\rightarrow +\infty}( (b+c)^x - b^x - 1) =\displaystyle \lim_{x\rightarrow +\infty} ((b+c)^x (1 - (\frac{b}{b+c})^x - (\frac{1}{b+c})^x)) = +\infty.
Γιώργος Κοτσάλης
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18816
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#10

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 1:49 pm
Πήρα f(x) = a^x - b^x - 1, συνεπώς το μόνο που αρκεί είναι, για μεγάλο x, να είναι f(x) > 0, που ισχύει λόγω μονοτονίας. Όχι;
H  f(x) = -\dfrac {1}{x+1} στο [0,\infty) είναι γνήσια αύξουσα αλλά ποτέ δεν ισχύει f(x) > 0, όσο μεγάλο και αν είναι το x.

Προσοχή, δεν ισχυρίζομαι ότι η αρχική απόδειξη είναι εσφαλμένη. Απλά λέω ότι έχει κάποιο κενό (το οποίο διορθώνεται, όπως άλλωστε δείχνουν οι αποδείξεις στα ποστ #2 και #3).

Νομίζω ότι το θέμα έχει εξαντληθεί. Δεν έχει νόημα να επανέλθουμε στα ίδια θέματα, και ας κρίνει ο κάθε αναγνώστης χωριστά.
Άβαταρ μέλους
sai
Δημοσιεύσεις: 7
Εγγραφή: Σάβ Νοέμ 05, 2022 8:17 pm

Re: Ιδιότητα του ακεραίου μέρους

#11

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από sai »

Mihalis_Lambrou έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 2:12 pm
sai έγραψε: Πέμ Δεκ 29, 2022 1:49 pm
Πήρα f(x) = a^x - b^x - 1, συνεπώς το μόνο που αρκεί είναι, για μεγάλο x, να είναι f(x) > 0, που ισχύει λόγω μονοτονίας. Όχι;
H  f(x) = -\dfrac {1}{x+1} στο [0,\infty) είναι γνήσια αύξουσα αλλά ποτέ δεν ισχύει f(x) > 0, όσο μεγάλο και αν είναι το x.

Προσοχή, δεν ισχυρίζομαι ότι η αρχική απόδειξη είναι εσφαλμένη. Απλά λέω ότι έχει κάποιο κενό (το οποίο διορθώνεται, όπως άλλωστε δείχνουν οι αποδείξεις στα ποστ #2 και #3).

Νομίζω ότι το θέμα έχει εξαντληθεί. Δεν έχει νόημα να επανέλθουμε στα ίδια θέματα, και ας κρίνει ο κάθε αναγνώστης χωριστά.
:oops: Συγγνώμη, μου διέφυγε. Ευχαριστώ για την διευκρίνηση!
Touya found Sai... Only I knew of Sai until now. But Sai... Touya's found you! He's found you!
Απάντηση

Επιστροφή στο “Άλγεβρα - Επίπεδο Θαλή/Ευκλείδη (Seniors)”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Google [Bot] και 2 επισκέπτες