数列
单调有界证法欣赏:
Cauchy (1789—1857 ) 最先给出这一极限,Riemann(1826—1866)最先给出以下证法一.
证法一( Riemann最先给出这一证法 )设
应用二项式展开,得
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
,
EMBED Equation.3 +
注意到
且
比
多一项
EMBED Equation.3
即
↗.
有界.
综上, 数列{
}单调有界.
评註: 该证法朴素而稳健, 不失大将风度.
证法二 ( 利用Bernoulli不等式 )
注意到Bernoulli不等式
为正整数 ), 有
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
由
利用Bernoulli不等式,有
↗.
为证{
}上方有界, 考虑数列
可类证
↘. 事实上,
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
(此处利用了Bernoulli不等式 )
↘.
显然有
有
即数列{
}有上界.
评註: 该证法的特点是惊而无险,恰到好处.
证法三(利用均值不等式)在均值不等式
中, 令
就有
即
↗.
令
可仿上证得
时
↗, (
时无意义,
时诸
=
, 不能用均值不等式. ) 当
时, 由
由
↗
↘.
< 4.
评注: 该证法很奇巧. 以上证法二和证法三可参阅《数学通报》1980.№4 P22.
证法四 (仍利用均值不等式)
EMBED Equation.3 <
即
↗.
有界性证法可参阅上述各证法.
评注: 该证法以简单而奇妙见长.证法四可参阅《数学教学研究》1991.№1 马德尧文 “均值不等式妙用两则”.
证法五 先证明:对
和正整数
,有不等式
事实上,
EMBED Equation.3
<
该不等式又可变形为
(
为正整数 )
在此不等式中, 取
则有
就有
↗.
取
又有
对
成立,
EMBED Equation.3
又由
评注: 该证法真叫绝, [1]采用这一证法.可参阅《 The American Mathematical Monthly》1974. Vol 81. №9 P1011—1012.
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