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[Geschlossen] vollständige induktion

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hab hier eine aufgabe mit der ich nicht klar komme... weiß nicht was ich mit dem 2^n-1 anfangen soll.. mit dem abschätzen hab ich auch noch probleme...

die aufgabe:

n/2 < Sigma(unten: k = 1; oben: (2^n )-1) 1/k < n
für alle n >= 2...

also Das Summenzeichen nochmal: für 1/k ; von k = 1 bis (2^n)-1

wär cool wenns jemand mit kurzer erläuterung zeigen würde... thx!!


9 Antworten
larseda
Beigetreten: 06.08.2006

Ind.Anfang

n= 2

2/2 < Sigma(unten: k = 1; oben: (2^2 )-1) 1/k < 2

1 < 1,5 < 2 //

Ind.-Schritt (die formal ist gültig für jeden beliebigen nachfolger)

n+1/2 < Sigma(unten: k = 1; oben: (2^n+1 )-1) 1/k < n+1

...
Sigma(unten: k = 1; oben: (2^n+1 )-1) 1/k = Sigma(unten: k = 1; oben: (2^n )-1) 1/k + 1/(2^n+1)

und für Sigma(unten: k = 1; oben: (2^n )-1) 1/k setzt jetzt die Ind.Voraussetzung ein

dabei sollte du das getrennt zeigen ... also einmal, dass die summe < ... ist und einmal, dass sie > ... ist.

PS
nein ich schreib es extra nicht so hin, dass du es nur abschreiben musst :)
aber sollten alle wesentlichen schritte drin sein


danke erstmal für die antwort!! aber das ist mein problem... bei ner gleichung würd ich wissen was ich einzetze aber nicht bei einer ungleichung?!? weiß nicht durch was ich das sigma ersetzen soll... und ist das nen fehler das da steht oben 1,5... bei mir kommt 11/6 raus....; und unten 1/ 2^(n+1)... muss da nicht
1/ (2^(n+1) -1) hin?


franziskus
Beigetreten: 06.05.2006

Original von denyo7788
danke erstmal für die antwort!! aber das ist mein problem... bei ner gleichung würd ich wissen was ich einzetze aber nicht bei einer ungleichung?!? weiß nicht durch was ich das sigma ersetzen soll... und ist das nen fehler das da steht oben 1,5... bei mir kommt 11/6 raus....; und unten 1/ 2^(n+1)... muss da nicht
1/ (2^(n+1) -1) hin?

Du hast recht:
Beim Ind.Anfang ist der mittlere WErt 11/6 und auch
die Summe beim Ind.Schritt ist bei larseda nicht korrekt.

Für den Beweis des Ind. Schrittes musst du die "zweite Hälfte" der Summe, d.h. die Summenglieder ab k = 2^n einmal nach unten und einmal nach oben abschätzen. Für die "erste Hälfte" verwendest Du die Ind.Vorausetzung (gültigkeit der Ungleichung für n)


... ich weiß ja nicht was da zulässig ist.. kann mir nichts genaueres unter abschätzen vorstellen. ... könntst dus bitte konkretisieren damit ich ein beispiel hab für folgende aufgaben... evt noch kurz erläutern wie man abschätzt bzw wie die abschätzung zustande kommt?...


franziskus
Beigetreten: 06.05.2006

die "zweite Hälfte" der Summe beginnt mit dem Summanden 1/2^n, der letzte Summand ist 1/(2^(n+1)-1).
Das sind insgesamt 2^n Summanden, wobei der erste der wertmäßig größte ist und der letzte der wertmäßig kleinste.
Damit schätzt du die Summe nach unten ab durch 2^n mal den kleinsten, was größer als 1/2 ist und du schätzt die Summe nach oben ab durch 2^n mal den größten ab, was genau 1 ist.


larseda
Beigetreten: 06.08.2006

dann sollte sowas halt doch nicht nebenbei und mit unleserlicher formatierung machen

das geilste is ja, dass ich nicht mal die summe richtig ausgerechnet hab :f_mad:


Django1980
Beigetreten: 15.02.2006

habs mal für die erste richtung gelöst, 2te sollte analog gehen. du musst die summe (k=1 bis 2^(n+1)-1) geschickt umschreiben, so dass man die Induktionsvoraussetzung benutzen kann:

summe (k=1 bis 2^(n+1)-1) 1/k = summe (k=1 bis 2^n) 1/k + summe (k=2^(n) +1 bis 2^(n+1)) 1/k -1/((2^(n+1)-1)

edit: die anschließende rechnung hatte nen kleinen fehler, mach ich nochmal flott, sollte aber kein prob sein.

die andere Seite geht analog


Django1980
Beigetreten: 15.02.2006

für die <n ist mir jetzt ne abschätzung gelungen:

summe (k=2^n+1…2^(n+1)) 1/k = 1/(2^n+1)+…+1/(2^(n+1)< 2^n*(1/2^n+1) = (2^n)/(2^n+1) <1

Man muss da ja eigentlich zeigen summe ….<n+1, das n fliegt ja nach IV weg und man muss noch zeigen, ……..<1

Die andere Seite ist was schwieriger, viel Glück ;)


... ja habs en bischen undeutlich hingeshriben^^... aber danke für die antworten... komme langsam dahinter!!!