Tema

Final 16.02.01 - Ejercicio 2 - Inducción

4 respuestas 4585 visitas

Hola! Ejercicios de este estilo hay en la práctica, lo se y me habían salido (en su momento), pero bueno, este no quiere.

Probar que para todo \(n \in \mathbb{N}\) vale:

$$\sum_{i=1}^{2^n} {1 \over i} > {n \over 2}$$

Acá va lo que pensé:

\(P(1): \sum_{i=1}^{2} {1 \over i} > {1 \over 2} \Longleftrightarrow 1 + {1 \over 2} > {1 \over 2}\) lo cual es cierto.
Asumo \(P(n)\), quiero ver que \(P(n) \Rightarrow P(n+1)\)

$$P(n+1): \sum_{i=1}^{2^{n+1}} {1 \over i} > {{n+1} \over 2} \Longleftrightarrow \sum_{i=1}^{2^n} {1 \over i} + \sum_{i=2^n + 1}^{2^{n+1}} {1 \over i} > {{n+1} \over 2}$$
$$\Longleftrightarrow (HI) {n\over2} + \sum_{i=2^n + 1}^{2^{n+1}} {1 \over i} > {{n+1}\over2}$$

Después pense hacer un cambio de variable \(j = i - 2^n\) pero no dio frutos...

Como verán, no es mucho lo que pensé 🙄

Saludos!

PD : Que desastre que soy escribiendo en Tex...

Editado 1 vez.

Esta bien lo que hiciste hasta ahora, lo unico que te falta es:
en la sumatoria que te quedo se tiene \(i<2^{n+1}\) entonces \({1\over i}>{1\over 2^{n+1}}\) reemplazas esto, sumas y listo.

Firma

Quimey

Gracias! Cerro perfecto con eso. =)

Pregunta:

A mi se me ocurrió hacer en el paso inductivo:
\(\sum_{i=1}^{2^{n+1}}\frac{1}{i}=\sum_{i=1}^{2.2^{n}}\frac{1}{i}=\sum_{i=1}^{2^{n}}\frac{1}{i} + \sum_{i=2^{n}+1}^{2^{n+1}}\frac{1}{i} \geq^\bullet \sum_{i=1}^{2^{n}}\frac{1}{i} + \sum_{i=1}^{2^{n}}\frac{1}{i}^\star\)

$$$Habr\'ia que probar $\bullet$, pero pareciera re obivo dado que estoy empezando a contar "corrido".$$
$$$Por hip\'otesis inductiva:$$
$$^\star \frac{n}{2} + \frac{n}{2} = n > \frac{n +1}{2}\; \forall\, n>1$$
\($Entonces la primera sumatoria es mayor a $\frac{n +1}{2}$\)

Lo que me da duda es:
a) la cota, soy un queso para hacer eso
b) que yo lo probé para n=1 y me dio para todo n>1. En este caso lo lógico es probar a mano los otros casos no?
Un saludo y gracias

Firma

20080920.jpg
953093.JPG

Fijate que los términos \(\frac{1}{i}\) decrecen cuando \(i\) aumenta... observando que \({2}^{n+1}-{2}^{n}-1\eq={2}^{n}(2-1)-1\eq={2}^{n}-1\) tenés que las dos sumas tienen el mismo número de sumandos y si te fijas, la suma del otro lado de la desigualdad tiene cada término más grande que el de la suma corrida(por la observación inicial). O sea, no vale la desigualdad.

Firma

I offer her that kernel of myself that I have saved, somehow; the central heart that deals not in words, traffics not with dreams and is untouched by time, by joy, by adversities