AMKbook.Net Задачи должны иметь решение
Реклама

Задача №1891

Условие

Доказать, что если положительные числа \(a_1\), \(a_2\),..., \(a_n\) являются последовательными членами арифметической прогрессии, то:

\[ \frac{1}{\sqrt{a_1}+\sqrt{a_2}}+\frac{1}{\sqrt{a_2}+\sqrt{a_3}}+\ldots+\frac{1}{\sqrt{a_{n-1}}+\sqrt{a_n}}=\frac{n-1}{\sqrt{a_1}+\sqrt{a_n}} \]
Решение

Пусть \(d\) – разность арифметической прогрессии. Тогда для любой пары номеров \(i\) и \(i+1\) получим \(d=a_{i+1}-a_i\). Запись будем вести в сокращённой форме, мне она кажется наиболее удобной.

\[ \sum\limits_{i=1}^{n-1}\frac{1}{\sqrt{a_i}+\sqrt{a_{i+1}}} =\sum\limits_{i=1}^{n-1}\frac{\sqrt{a_i}-\sqrt{a_{i+1}}}{\left(\sqrt{a_i}+\sqrt{a_{i+1}}\right)\cdot\left(\sqrt{a_i}-\sqrt{a_{i+1}}\right)}=\\ =\sum\limits_{i=1}^{n-1}\frac{\sqrt{a_i}-\sqrt{a_{i+1}}}{a_i-a_{i+1}} =\sum\limits_{i=1}^{n-1}\frac{\sqrt{a_{i+1}}-\sqrt{a_{i}}}{d} =\frac{1}{d}\cdot\left(\sum\limits_{i=2}^{n}\sqrt{a_i}-\sum\limits_{i=1}^{n-1}\sqrt{a_i}\right)=\\ =\frac{1}{d}\cdot\left(\sum\limits_{i=1}^{n}\sqrt{a_i}-\sqrt{a_1}-\sum\limits_{i=1}^{n}\sqrt{a_i}+\sqrt{a_n}\right) =\frac{\sqrt{a_n}-\sqrt{a_1}}{d}=\\ =\frac{a_n-a_1}{d\cdot\left(\sqrt{a_1}+\sqrt{a_n}\right)} =\frac{a_1+d(n-1)-a_1}{d\cdot\left(\sqrt{a_1}+\sqrt{a_n}\right)} =\frac{n-1}{\sqrt{a_1}+\sqrt{a_n}}. \]
Ответ:

Равенство доказано.

Задачник №2Кудрявцев "Сборник задач по математическому анализу" (том №1)
Параграф №4Прогрессии. Суммирование. Бином Ньютона. Числовые неравенства
Задача №2