Σελίδα 1 από 1

Πολλά κλάσματα...

Δημοσιεύτηκε: Παρ Δεκ 31, 2021 6:15 pm
από socrates
Αν

\displaystyle{S=\frac{1}{1\cdot 2}+\frac{1}{3\cdot 4}+...+\frac{1}{99\cdot 100}},

και

\displaystyle{T=\frac{1}{51\cdot 100}+\frac{1}{52\cdot 99}+...+\frac{1}{99\cdot 52}+\frac{1}{100\cdot 51}}.

να γράψετε σε ανάγωγη μορφή το κλάσμα \displaystyle \frac{S}{T}.

Re: Πολλά κλάσματα...

Δημοσιεύτηκε: Παρ Δεκ 31, 2021 6:37 pm
από Ορέστης Λιγνός
socrates έγραψε: Παρ Δεκ 31, 2021 6:15 pm Αν

\displaystyle{S=\frac{1}{1\cdot 2}+\frac{1}{3\cdot 4}+...+\frac{1}{99\cdot 100}},

και

\displaystyle{T=\frac{1}{51\cdot 100}+\frac{1}{52\cdot 99}+...+\frac{1}{99\cdot 52}+\frac{1}{100\cdot 51}}.

να γράψετε σε ανάγωγη μορφή το κλάσμα \displaystyle \frac{S}{T}.
Έστω \displaystyle H_n=\sum_{i=1}^{n} \dfrac{1}{i} το n-οστό αρμονικό άθροισμα.

Είναι, S=\dfrac{1}{1\cdot 2}+\dfrac{1}{3\cdot 4}+\ldots+\dfrac{1}{99\cdot 100}}=(\dfrac{1}{1}+\dfrac{1}{3}+\ldots+\dfrac{1}{99})-(\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{4}+\ldots+\dfrac{1}{100}), καθώς \dfrac{1}{i(i+1)}=\dfrac{(i+1)-i}{i(i+1)}=\dfrac{1}{i}-\dfrac{1}{i+1} για κάθε i.

Επίσης, \dfrac{1}{1}+\dfrac{1}{3}+\ldots+\dfrac{1}{99}=H_{100}-\dfrac{1}{2} \cdot H_{50} και \dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{4}+\ldots+\dfrac{1}{100}=\dfrac{1}{2} \cdot H_{50}, άρα τελικά S=H_{100}-H_{50}.

Επίσης, 151T=\dfrac{151}{51\cdot 100}+\dfrac{151}{52\cdot 99}+\ldots+\dfrac{151}{99\cdot 52}+\dfrac{151}{100\cdot 51}, οπότε κάθε όρος είναι της μορφής \dfrac{i+j}{ij} με i+j=151, συνεπώς 151T=(\dfrac{1}{51}+\dfrac{1}{52}+\ldots+\dfrac{1}{100})+(\dfrac{1}{100}+\dfrac{1}{99}+\ldots+\dfrac{1}{51})=2(H_{100}-H_{50}).

Τελικά, προκύπτει ότι T=\dfrac{2}{151} \cdot (H_{100}-H_{50}), και άρα καταλήγουμε ότι \dfrac{S}{T}=\dfrac{151}{2}.