Novo

Forum kao aplikacija na telefonu

Dodajte forum na početni ekran i koristite ga kao aplikaciju, sa menijem na dnu ekrana.

  • 3 odgovora
  • 2.379 pregleda

Najnovija ↓

Re: Zanimljiv problem (nemam rešenje) 28.04.2009. u 16:45 · pre 213 meseci #2
Dokazaćemo malo jače tvrđenje: za svako n\in\mathbf{N} važi \left\Vert n\left(\sqrt 3-\sqrt 2\right)\right\Vert>\frac 1{20n^3}, gde smo sa \Vert\cdot\Vert označili udaljenost od najbližeg celog broja. Pri tom je jasno zašto je ovakvo tvrđenje jače od traženog, a jasno je i da ono odmah sledi ukoliko dokažemo da je \bigg|\left(\sqrt 3-\sqrt2\right)-\frac m n\bigg|>\frac 1{20n^4} za svako n\in\mathbf{N} i m\in\mathbf{Z}, te ćemo dokazivati ovo poslednje.

Primetimo da je \sqrt 3-\sqrt 2 koren nesvodljivog polinoma P(x)=x^4-10x^2+1. Tražimo maksimalnu vrednost izraza |P'(x)|=|4x^3-20x|. Kako je P''(x)=12x^2-20, važi P''(x)=0\Leftrightarrow x=\pm\sqrt{\frac 5 3}, što je potreban, a lako se proverava da je i dovoljan uslov za traženi maksimum, tj. \max_{x\in\mathbf{R}}|P'(x)|=\left|4\left(\sqrt{\frac 5 3}\right)^3-20\sqrt{\frac 5 3}\right|\approx 17.21<20. Dalje, kako je \left|P\left(\frac m n\right)\right|=\frac{\left|m^4-10m^2n^2+n^4\right|}{n^4}\geq\frac 1{n^4} (zbog nesvodljivosti polinoma P(x)), teorema o srednjoj vrednosti nam najzad daje \frac 1{n^4}\leq\bigg|\underbrace{P\left(\sqrt 3-\sqrt 2\right)}_{=0}-P\left(\frac m n\right)\bigg|=|P'(\xi)|\bigg|\left(\sqrt 3-\sqrt2\right)-\frac m n\bigg|<20\bigg|\left(\sqrt 3-\sqrt2\right)-\frac m n\bigg|, što smo i želeli dokazati.

Dodao bih još nešto. Sve ovo nisam smislio ja specijalno za ovu priliku, već je u pitanju imitacija dokaza Lijuvilove (fr. Liouville) teoreme o aproksimaciji. Postoji i slična ali mnogo jača, Routova (engl. Roth) teorema, iz koje sledi da za sve \varepsilon >0 nejednakost \left|\left\{n\sqrt{3}\right\}-\left\{n\sqrt{2}\right\}\right|>{1\over n^{1+\varepsilon} važi za svako n\in\mathbf{N} sem konačno mnogo. Nažalost, nema načina da odredimo koliko može biti izuzetaka, pa smo zato i bili prinuđeni da koristimo slabije, ali konkretnije metode.
Potpis
Ljubičice crvena, što si plava kô zelena trava.
Prijavite se da biste odgovorili u ovoj temi.PrijavaRegistracija

Premeštanje teme