Тема . Классические неравенства

Раскрытие и закрытие скобок

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела классические неравенства
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#71018

Какое число больше: 20232023  или 20222024?

Источники: Надежда энергетики-2023, 11.5 (см. www.energy-hope.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Есть два способа определить какое из двух чисел больше. Можно вычесть одно из второго и посмотреть на знак, а можно найти отношение первого ко второму и посмотреть больше оно единицы или меньше. Очевидно, что вычитание в этой задаче нам ничего не даст, поэтому давайте найдем отношение.

Подсказка 2

Подумайте, как стоит расписать полученное отношение, чтобы воспользоваться тем, что для всех натуральных k выполняется неравенство 2 <= (1 + 1/k)^k < 3

Показать ответ и решение

Рассмотрим отношение чисел

20232023  2023 ( 2023)2022  2023 (     1 )2022
20222024 = 20222-⋅ 2022    = 20222 ⋅ 1 +2022

Применим известное неравенство:

   (     )
2 <  1+ 1 k < 3 ∀k ∈ℕ, k> 1
        k

Тогда

 2023  (    1 )2022   2023⋅3
20222 ⋅ 1+ 2022    < 2022-⋅2022 < 1

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Замечание.

Известное неравенство принималось на олимпиаде без док-ва, но любые корректные попытки его обоснования поощрялись. Покажем, как его можно доказать с помощью формулы бинома Ньютона:

(     )
 1 +-1 k = 1+ n-⋅ 1+ n(n−-1)⋅ 1-+ n(n−-1)(n−-2)-⋅ 1-+ ...+ n!⋅ 1-=
    k        1! n     2!    n2       3!      n3      n! nn

     1- (   1)  -1 (   1) (   2)       1-(   1)    (    n−-1)
= 2+ 2! ⋅ 1− n +3! ⋅ 1− n  1− n  + ...+ n! 1− n  ⋅...⋅ 1−  n

Видно, что все скобки вида (   k)
 1+ n меньше 1, но при этом больше 0. Значит, если заменим их на 1, то выражение от этого увеличиться.

      (    )     (     )(     )        (    )     (       )
2+ 1-⋅ 1− 1  + 1-⋅ 1− 1  1 −-2 + ...+ 1- 1− 1  ⋅...⋅ 1− n−-1  <
   2!     n    3!      n     n        n!    n           n

<2 + 1--+ --1--+ ...+ ---1----< 2+ 1 +-1 +...+--1-
     1⋅2   1⋅2⋅3      1⋅2⋅...⋅n     2  22      2n−1

Последнее неравенство верно, ведь мы просто заменили в числителях все числа, которые больше 2, на 2, тем самым уменьшили знаменатели, следовательно, увеличили значение выражения.

   1  -1      --1-     1  -1      --1-  -1         1  -1--
2+ 2 + 22 + ...+ 2n−1 < 2+ 2 +22 +...+ 2n−1 + 2n +...=2 +2 ⋅1− 12 = 3

В конце мы воспользовались формулой суммы бесконечно убывающей геометрической прогрессии.

Ответ:

 20222024

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!