Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có thể viết lại M dưới dạng:
M = (1/2³) + (2/3³ - 1/2³) + (3/4³ - 2/3³) + … + (2022/2023³ - 2021/2022³)
= (1/2³) + [(2/3³ - 1/2³) + (3/4³ - 2/3³)] + … + [(2022/2023³ - 2021/2022³) + (2023/2024³ - 2022/2023³)]
= (1/2³) + (1/3³ - 1/2³) + … + (1/2023³ - 1/2022³)
= 1/2³ + (1/2³ - 1/3³) + (1/3³ - 1/4³) + … + (1/2022³ - 1/2023³)
Ta sử dụng kết quả sau đây: Với mọi số nguyên dương n, ta có
1/n³ > 1/(n+1)³
Điều này có thể được chứng minh bằng cách sử dụng đạo hàm hoặc khai triển. Do đó,
1/2³ > 1/3³
1/3³ > 1/4³
…
1/2022³ > 1/2023³
Vậy ta có
M = 1/2³ + (1/2³ - 1/3³) + (1/3³ - 1/4³) + … + (1/2022³ - 1/2023³) < 1/2³ + 1/3³ + 1/4³ + … + 1/2023³
Để chứng minh rằng M không phải là một số tự nhiên, ta sẽ chứng minh rằng tổng các số mũ ba nghịch đảo từ 1 đến 2023 không phải là một số tự nhiên. Điều này có thể được chứng minh bằng phương pháp giả sử ngược lại và dẫn đến mâu thuẫn.
Giả sử tổng các số mũ ba nghịch đảo từ 1 đến 2023 là một số tự nhiên, ký hiệu là S. Ta có:
S = 1/1³ + 1/2³ + 1/3³ + … + 1/2023³
Với mọi số nguyên dương n, ta có:
1/n³ < 1/n(n-1)
Do đó,
1/1³ < 1/(1x2)
1/2³ < 1/(2x3)
1/3³ < 1/(3x4)
...
1/2023³ < 1/(2023x2024)
Tổng các số hạng bên phải có thể được viết lại dưới dạng:
1/(1x2) + 1/(2x3) + 1/(3x4) + … + 1/(2023x2024) = (1 - 1/2) + (1/2 - 1/3) + (1/3 - 1/4) + … + (1/2023 - 1/2024) = 1 - 1/2024 < 1
Vậy tổng các số mũ ba nghịch đảo từ 1 đến 2023 cũng nhỏ hơn 1. Điều này mâu thuẫn với giả sử ban đầu rằng tổng này là một số tự nhiên. Do đó, giá trị của M không phải là một số tự nhiên.
\(A=\dfrac{2}{3}+\dfrac{2}{3^2}+\dfrac{2}{3^3}+....+\dfrac{2}{3^{2023}}\)
\(3A=2+\dfrac{2}{3}+\dfrac{2}{3^2}+....+\dfrac{2}{3^{2022}}\)
\(3A-A=\left(2+\dfrac{2}{3}+\dfrac{2}{3^2}+...+\dfrac{2}{3^{2022}}\right)-\left(\dfrac{2}{3}+\dfrac{2}{3^2}+....+\dfrac{2}{3^{2023}}\right)\)
\(2A=2-\dfrac{2}{3^{2023}}\)
\(A=\left(2-\dfrac{2}{3^{2023}}\right)\times\dfrac{1}{2}\)
\(A=2\times\dfrac{1}{2}-\dfrac{2}{3^{2023}}\times\dfrac{1}{2}\)
\(A=1-\dfrac{1}{3^{2023}}\)
=> \(A< 1\left(đpcm\right)\)
=> 4S = 1 + 2/4 + 3/4^2 +...+ 2023/4^2022
=> 4S-S = 1 + (2/4-1/4) + (3/4^2 - 2/4^2) +...+ (2023/4^2022 - 2022/4^2022) - 2023/4^2023
=> 3S = 1 + 1/4 + 1/4^2 +...+ 1/4^2022 - 2023/4^2023
=> 12S = 4 + 1 + 1/4 +... + 1/4^2021 - 2023/4^2022
=> 12S - 3S = 4 + (1-1) + (1/4-1/4) +... + (1/4^2021 - 1/4^2021) - 1/4^2022 - 2023/4^2022 + 2023/4^2023
=> 9S = 4 - 1/4^2022 - 2023/4^2022 + 2023/4^2023
= 4- 2024/4^2022 + 2023/4^2023
Do 2024/4^2022 > 2024/4^2023 > 2023/4^2023 nên - 2024/4^2022 + 2023/4^2023 < 0
=> 9S < 4 < 9/2
=> S < 1/2 (đpcm)
Ta có S = \(\dfrac{1}{4}+\dfrac{2}{4^2}+\dfrac{3}{4^3}+...+\dfrac{2023}{4^{2023}}\)
4S = \(1+\dfrac{2}{4}+\dfrac{3}{4^2}+...+\dfrac{2023}{4^{2022}}\)
4S - S = ( \(1+\dfrac{2}{4}+\dfrac{3}{4^2}+...+\dfrac{2023}{4^{2022}}\) ) - ( \(\dfrac{1}{4}+\dfrac{2}{4^2}+\dfrac{3}{4^3}+...+\dfrac{2023}{4^{2023}}\))
3S = 1 + \(\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{4^2}+...+\dfrac{1}{4^{2022}}-\dfrac{2023}{4^{2023}}\)
Đặt A = 1 + \(\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{4^2}+...+\dfrac{1}{4^{2022}}\)
4A = 4 + 1 + \(\dfrac{1}{4}+...+\dfrac{1}{4^{2021}}\)
4A - A = ( 4 + 1 + \(\dfrac{1}{4}+...+\dfrac{1}{4^{2021}}\)) - ( 1 + \(\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{4^2}+...+\dfrac{1}{4^{2022}}\))
3A = 4 - \(\dfrac{1}{4^{2022}}\)
A = ( 4 - \(\dfrac{1}{4^{2022}}\)) : 3 = \(\dfrac{4}{3}-\dfrac{1}{4^{2022}\cdot3}\)
⇒ 3S = \(\dfrac{4}{3}-\dfrac{1}{4^{2022}\cdot3}\) - \(\dfrac{2023}{4^{2023}}\)
S = ( \(\dfrac{4}{3}-\dfrac{1}{4^{2022}\cdot3}\) - \(\dfrac{2023}{4^{2023}}\)) : 3 = \(\dfrac{4}{9}-\dfrac{1}{4^{2022}\cdot3^2}-\dfrac{1}{4^{2023}\cdot3}< \dfrac{4}{9}< \dfrac{1}{2}\)
Vậy S < \(\dfrac{1}{2}\)
Đây là dạng toán nâng cao chuyên đề về so sánh phân số, cấu trúc thi chuyên, thi học sinh giỏi, thi violympic. Hôm nay olm sẽ hướng dẫn em cách giải dạng này như sau.
Xét dãy số: 2; 3; 4;...; 2023
Dãy số trên là dãy số cách đều với khoảng cách là: 2 - 1 = 1
Số số hạng của dãy số trên là: (2023 - 2) : 1 + 1 = 2022
Vì \(\dfrac{3}{2^2}\) = \(\dfrac{3}{4}\) < 1 ; \(\dfrac{8}{3^2}\) = \(\dfrac{3^2-1}{3^2}\) < 1;...; \(\dfrac{2023^2-1}{2023^2}\) < 1
Vậy A là tổng của 2022 phân số mã mỗi phân số đều nhỏ hơn 1
⇒ A < 1 x 2022 = 2022 (1)
Mặt khác ta có:
A = \(\dfrac{3}{2^2}\) + \(\dfrac{8}{3^2}\) + \(\dfrac{15}{4^2}\) + \(\dfrac{2023^2-1}{2023^2}\)
A = 1 - \(\dfrac{1}{2^2}\) + 1 - \(\dfrac{1}{3^2}\) + ... + 1 - \(\dfrac{1}{2023^2}\)
A = (1 + 1 + 1+ ...+ 1) - (\(\dfrac{1}{2^2}\) + \(\dfrac{1}{3^2}\)+...+ \(\dfrac{1}{2023^2}\))
A = 2022 - (\(\dfrac{1}{2^2}\) + \(\dfrac{1}{3^2}\) + .... + \(\dfrac{1}{2023^2}\))
Đặt B = \(\dfrac{1}{2^2}\) + \(\dfrac{1}{3^2}\) + .... + \(\dfrac{1}{2023^2}\)
\(\dfrac{1}{2^2}\) < \(\dfrac{1}{1.2}\) = \(\dfrac{1}{1}\) - \(\dfrac{1}{2}\)
\(\dfrac{1}{3^2}\) < \(\dfrac{1}{2.3}\) = \(\dfrac{1}{2}\) - \(\dfrac{1}{3}\)
\(\dfrac{1}{4^2}\) < \(\dfrac{1}{3.4}\) = \(\dfrac{1}{3}\) - \(\dfrac{1}{4}\)
............................
\(\dfrac{1}{2023^2}\)< \(\dfrac{1}{2022.2023}\) = \(\dfrac{1}{2022}\) - \(\dfrac{1}{2023}\)
Cộng vế với vế ta có:
B < 1 - \(\dfrac{1}{2023}\)
⇒ - B > -1 + \(\dfrac{1}{2023}\)
⇒ A = 2022 - B > 2022 - 1 + \(\dfrac{1}{2023}\) = 2021 + \(\dfrac{1}{2023}\) ⇒ A > 2021 (2)
Kết hợp (1) và (2) ta có:
2021 < A < 2022
Vậy A không phải là số tự nhiên (đpcm)
A = 3. \(\dfrac{1}{1.2}\) - 5. \(\dfrac{1}{2.3}\) + 7. \(\dfrac{1}{3.4}\) + ... + 15. \(\dfrac{1}{7.8}\) -17 . \(\dfrac{1}{8.9}\)