面白い問題おしえて〜な 二十一問目©5ch.io
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0388132人目の素数さん
2015/09/10(木) 14:12:15.99ID:fUpTwTtH(>>386の続き)
非適切性の証明]:nはn≧1なる自然数変数なることを仮定してよい。そこで、nはn≧1なる自然数変数と仮定する。
2つの与えられた条件を両方共に満たす解a(n)が存在しないときは与えられた問題は確かに非適切である。
そこで、2つの与えられた条件を両方共に満たす解a(n)が存在するとする。そして、
2つの与えられた条件を両方共に満たす解a(n)が一意に存在したとする。初期条件a(1)=1から
a(n+1)=(a(n)/2)+(1/a(n)) と解釈すると、任意のn≧1なる自然数nに対してa(n)≧1
であり、解(n)により1つの実数列{a(n)}が構成される。同様に、a(n+1)=a(n)/(2+1/a(n)) と解釈すると、
任意のn≧1なる自然数nに対してa(n)≧1であり、解(n)により1つの実数列{a(n)}が構成される。
よって、与えられた条件を満たすような、解の一意性が保証された解a(n)について、
任意のn≧1なる自然数nに対してa(n)≧1であり、解(n)により1つの実数列{a(n)}が構成される。
ここで、再度解の一意性が保証された解a(n)は、任意のn≧1なる自然数nに対して
a(n+1)=(a(n)/2)+(1/a(n))、a(n+1)=a(n)/(2+1/a(n)) を両方共に満たすことに注意する。
n≧1なる自然数nを任意に取る。実数列{a(n)}の第n項a(n)を=kとおけば、a(n+1)=(k/2)+(1/k)、
a(n+1)=k/(2+1/k) が両方共に成り立つから、(k/2)+(1/k)=k/(2+1/k) から k^2+2=(2k^2)/(2+1/k)
であり、(k^2+2)(2+1/k)=2k^2 だから、(k^2+2)(2k+1)=2k^2 。従って、kを元に戻すと、
((a(n))^2+2)(2・a(n)+1)=2(a(n))^2 。n≧1なる自然数nは任意だから、nを条件n≧1の下で走らせれば、
実数列{a(n)}について、任意のn≧1なる自然数nに対して第n項a(n)は ((a(n))^2+2)(2・a(n)+1)=2(a(n))^2 を満たす。
よって、n=1とすると、((a(1))^2+2)(2・a(1)+1)=2(a(1))^2 であり、初期条件a(1)=1から、(1^2+2)(2・1+1)=2・1^2
だから、両辺をそれぞれ計算すると、9=2を得る。しかし、9=2は9≠2に反し矛盾する。
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