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> Aqui solo Propuestos de Sumatorias
S. E. Puelma Moy...
mensaje Sep 6 2005, 08:22 PM
Publicado: #11


Dios Matemático Supremo
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Nota que el hint dado por ti, lo usé en forma implícita, aunque quise explicarlo brevemente, como si tal hint no exisiera. En ese hint te faltó indicar que TEX: $c>1$, para que juegue el papel de TEX: $\dfrac{1}{q}$.

Primero, un poco de aritmética nos lleva a lo siguiente:

TEX: $\displaystyle{kq^k=\frac{1}{1-q}(kq^k-kq^{k+1})=\frac{1}{1-q}(kq^k-(k+1)q^{k+1})+\frac{1}{1-q}q^{k+1}}$

Este truco ha aparecido en Olimpiadas del Cono Sur, así que no debiera ser extraño. Podemos reemplazar esto en la sumatoria pedida, vamos a obtener:

TEX: $\displaystyle{\sum_{k=0}^nkq^k=\frac{1}{1-q}\sum_{k=0}^n(kq^k-(k+1)q^{k+1})+\frac{q}{1-q}\sum_{k=0}^nq^k}$

La primera sumatoria es telescópica. La segunda, geométrica. Luego:

TEX: $\displaystyle{\sum_{k=0}^nkq^k=\frac{1}{1-q}(0-(n+1)q^{n+1})+\frac{q}{(1-q)^2}(1-q^{n+1})}$

En vez de seguir maquillando la expresión, calcularemos el límite cuando TEX: $n\rightarrow\infty$. Apenas necesitamos saber el álgebra de límites, y el hecho que, cuando TEX: $|q|<1$, se cumple:

TEX: $\displaystyle{\lim_{n\rightarrow\infty}q^n=\lim_{n\rightarrow\infty}nq^n=0}$

Por lo tanto, el límite pedido es TEX: $\dfrac{q}{(1-q)^2}$


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Sebastián Elías Puelma Moya
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Guía Rojo
mensaje Sep 7 2005, 04:42 PM
Publicado: #12


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clap.gif clap.gif clap.gif
Muchas gracias, Sebastián, la duda era inmensa


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Guía Rojo
mensaje Sep 11 2005, 04:47 PM
Publicado: #13


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Este ejercicio lo saqué de una IMC (Olimpíada Mundial Universitaria). Me gustó mucho, y quiero compartirlo con ustedes, para ke me puedan ayudar, ya ke me lo propusieron hace 1 mes y he logrado hacer algunas cosas, pero no logro llegar al resultado...
Bueno, ahí les va:

Sea TEX: $(b_n)_{n\in\mathbb{N}}$ una secuencia de términos positivos definida por la recurrencia:

TEX: \begin{eqnarray*}<br />b_k & = & \sqrt{b_{k-1}}+2\left(1-\sqrt{1+\sqrt{b_{k-1}}}\right)\qquad\forall k\geq 1 \\<br />b_0 & = & 1<br />\end{eqnarray*}

Calcule el valor de TEX: $\displaystyle{\sum_{k=1}^nb_k2^k}$

Bonito, ¿no?... xD, espero su pronta respuesta.


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Guía Rojo
mensaje Sep 11 2005, 10:37 PM
Publicado: #14


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MILAGROSAMENTE, NO TENGO IDEA CÓMO, PERO ME ACABA DE SALIR
Estaba pensando en ke tengo tarea de historia pal martes (xDDDDD)
Mejor doy la solución solamente, el desarrollo lo pongo mañana:

La sumatoria es igual a 2 + 2^(n + 1) * (1 - 2^(2^(-n)))


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Guía Rojo
mensaje Sep 12 2005, 04:56 PM
Publicado: #15


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Listo, lo prometido es deuda... smile.gif
Aquí está mi solución (traté de redactarla y ordenarla lo mejor posible) sad.gif :

screen.width*0.6) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.4; this.alt='Pincha Aqui para ver esta imagen en su tamaño original';}" onmouseover="if(this.resized) this.style.cursor='hand';" onclick="if(this.resized) {window.open('http://img381.imageshack.us/img381/3603/solucinejercicioimc0ha.jpg');}" />
Eso, espero ke la hayan encontrado bonita biggrin.gif

Chao...


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Guía Rojo
mensaje Sep 12 2005, 06:08 PM
Publicado: #16


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no es de apurón, pero es ke no kiero kedarme con la duda por mucho tiempo:
¿ESTÁ BUENA MI SOLUCIÓN O NO?


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Guía Rojo
mensaje Sep 13 2005, 10:19 PM
Publicado: #17


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emmm.....y otra duda...
Es mi idea, o esta zona ya wateó??


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exp
mensaje Mar 20 2007, 12:59 PM
Publicado: #18


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hoola,el problema 2 sale rapidamente por induccion(esta permitido este metodo?)

bueno lo pongo:

para n=2 , se tiene que : TEX:   $\left|x_1\right|+\left|x_2\right|=1 \cdots\left(i\right) , x_1+x_2=0 \rightarrow x_1=-x_2 \:,\mbox{reemplazando en}\:\left(i\right)$

TEX:   $\left|x_2\right|=\frac{1}{2}\rightarrow\left|x_1+\frac{x_2}{2}\right|\:=\:<br />\left|-x_2+\frac{x_2}{2}\right|= \frac{1}{4}\le\:\frac{1}{2}-\frac{1}{2\times2}$

supongo que se cumple para n=h ,osea si los reales TEX:   $ x_1,x_2 \cdots x_h \: \mbox{ cumplen}$
TEX:  $\sum_{k=1}^{h} \left| x_k \right|=1 \:y\: \sum_{k=1}^{h}x_k=0 \rightarrow  \left| \sum_{k=1}^{h}\frac{x_k}{k} \right| \le \frac{1}{2}-\frac{1}{2 \times h}\cdots\left(ii\right)$

ups luego lo termino
tengo problemas con latex pero solo sera un instante.
bueno lo terminare pero en varias citas y gracias a dana por que corrigio mi error en latex.

finalmente debo probar que teniendo los reales TEX: $ x_1,x_2 \cdots x_{h+1}$ y estos cumplen:

TEX:  $ \sum_{k=1}^{h+1} \left| x_k \right| =1 \:y\: \sum_{k=1}^{h+1}x_k=0 \rightarrow  \left| \sum_{k=1}^{h+1}\frac{x_k}{k} \right| \le \frac{1}{2}-\frac{1}{2 \times \left(h+1\right)}$ y para eso antes probare algunos lemas:
TEX: $lema \:1$: Sea la funcion biyectiva TEX: $ f:N_k \rightarrow  N_k$ ,siendo TEX: $ N_k=\{1,2,\cdots k\}$ los reales TEX: $a_i$ cumplen el teorema TEX:  $\leftrightarrow$ los reales TEX: $b_i=a_{f(i)}$ tambien lo cumplen.
TEX: Demostracion :

como trabajaremos dentro de la suposicion que el teorema a demostrar es cierto entonces es suficiente notar que
TEX: $ ( \rightarrow  ) \sum_{k=1}^{k} \left| a_k \right|=\sum_{k=1}^{k} \left| b_k \right| \:y\: \sum_{k=1}^{k} a_k =  \sum_{k=1}^{k} b_k7<br />$ ,reciprocamenteTEX: $(\leftarrow)$ aplicando lo primero y la funcion biyectiva TEX: $f^-:N_k \rightarrow  N_k$ tenemos que TEX: $a_i=b_{f^-f(i)}$

TEX: $Lema \:2:$ TEX: $\mbox{sean los numeros reales} \{a_1,a_2,\cdots,a_h\}  <br />\mbox{que cumplen el teorema ,sea la  funcion} $

TEX: $ biyectiva  ,\alpha:N_k \rightarrow  N_k  / b_h=a_{\alpha(i)} , \mbox{es el menor valor no negativo para algun i }$

TEX: $ \mbox{y cardinal}\left(B=\{0 \le b_ i = a_ {\alpha(i)}  \ne  b_h \}\right )  \ge 1 \rightarrow \sum_{k=1}^{h-1}\frac{b_k}{k} \ge 0 $

TEX: Demostracion:

tomando la funcion TEX: $\alpha $ para que los elementos de B esten en el orden y con los subindices siguientes
TEX: $ b_1 , b_2 , \cdots , b_j   \rightarrow \sum_{k=1}^{h-1}\frac{b_k}{k}= \sum_{k=1}^{j}\frac{b_k}{k}+\sum_{k=j+1}^{h-1}\frac{b_k}{k} \cdots i$

como TEX: $\sum_{k=1}^{h}{b_k}=0 \rightarrow \sum_{k=1}^{j}b_k+b_h=-\sum_{k=j+1}^{h-1}b_k, $ considerando TEX: $\sum_{k=1}^{j}\frac{b_k}{j} \le \sum_{k=1}^{j}\frac{b_k}{k} \: ,y\: \sum_{k=j+1}^{h-1}\frac{b_k}{j+1} \ge \sum_{k=j+1}^{h-1}\frac{b_k}{k} \rightarrow \mbox{en i}$

TEX: $\sum_{k=1}^{j}\frac{b_k}{k}+\sum_{k=j+1}^{h-1}\frac{b_k}{k} \ge \sum_{k=1}^{j}\frac{b_k}{j}+\sum_{k=j+1}^{h-1}\frac{b_k}{j+1} = \frac{\left( j+1 \right) \sum_{k=1}^{j}b_k + j\sum_{k=j+1}^{h-1}b_k}{j \times \left( j+1 \right) }= \frac{(j+1)\sum_{k=1}^{j}{b_k}-j\left(\sum_{k=1}^{j}{b_k}+b_h \right)}{j \times (j+1)} =$
TEX: $ \frac{\sum_{k=1}^{j}b_k-jb_h}{j \times (j+1)} $ y como TEX:  $ b_k \ge b_h $ para todo TEX:  $ b_k \in B \rightarrow \sum_{k=1}^{h-1}\frac{b_k}{k} \ge 0 $

ahora ya estamos listos:

TEX: $caso \:1:\mbox{ si solo existe un}\: x_i>0 \: que \: \in \{  x_1,x_2 \cdots x_{h+1}\} \rightarrow \:de \: \sum_{k=1}^{h+1} \left| x_k \right| =1 =-\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1}  x_k +x_i  $

y TEX:  $  \sum_{k=1}^{h+1} x_k =0= \displaystyle\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1}  x_k +x_i , \mbox{tenemos que} \:x_i=\frac{1}{2} , \displaystyle\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1}  x_k = -\frac{1}{2} $

y como TEX: $ -\frac{1}{2}= \displaystyle\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1} x_k \le \displaystyle\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1}  \frac{x_k}{k} \le \displaystyle\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1} \frac{x_k}{n+1} \rightarrow $

TEX:  $ 0=\frac{1}{2}-\frac{1}{2} \le \frac{1}{2}+\displaystyle\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1}  \frac{x_k}{k} \le \frac{1}{2} + \displaystyle\sum_{k=1,k \ne i}^{h+1} \frac{x_k}{n+1} =\frac{1}{2} +\frac{-1}{2 \times (h+1)} $

tomando la funcion ,TEX:  $ \alpha :N_{h+1} \rightarrow N_{h+1} / b_1=x_i \rightarrow  \left| \sum_{k=1}^{h+1}\frac{b_k}{k} \right| \le \frac{1}{2}-\frac{1}{2 \times \left(h+1\right)}$

y por el ,TEX:  $ lema 1 $ se concluye que los numeros reales TEX:  $\{ x_1,x_2 \cdots x_{h+1} \} $ cumplen el teorema.


TEX: $caso \:2:$ TEX: $ \mbox{si hay mas de un}\: x_i>0$
editado 21/4/07
perdon por la demora y brevemente dire que se debio a dos motivos primero que siempre hay otras cosas que hacer
y segundo que me equivoque y he tratado de buscar como llegar al final sin tener que regresar al inicio pero parece que no hay otro camino asi que explico mi error:
para el TEX: $caso\:2$ me habia proyectado(generalmente no uso apuntes ) en aplicar TEX: $induccion$ ,el TEX: $lema\: 1$ y TEX: $lema \:2$ asi:

teniendo los reales TEX: $x_1, \cdots ,x_{h+1}$ que cumplen TEX: $ \sum_{k=1}^{h+1} \left | x_k \right | =1 \:y\: \sum_{k=1}^{h+1}x_k=0 \rightarrow $

para aplicar la hipotesis de induccion debo tener TEX: $n$ o menos

cantidad de numeros asi que formo los numeros TEX: $y_1=x_1,y_2=x_2,\cdots,y_j=x_p+x_q,\cdots,y_h=x_{h+1}$

para algunos TEX: $x_p,x_q>0$ y se verifica que cumplen

TEX: $ \sum_{k=1}^{h} \left| y_k \right| =1 \:y\: \sum_{k=1}^{h}y_k=0 \rightarrow$ podemos concluir que

TEX:  $\left | \sum_{k=1}^{h} \frac{ y_k}{k} \right| \le \frac{1}{2} -\frac{1}{2h}  $ y por el TEX: $ lema \: 2$ podemos tener TEX: $ \{z_i \} ,i=1, \cdots ,h $

tal que tomando TEX: $ z_h=y_j $ que es TEX: $ >0 \rightarrow \sum_{k=1}^{h-1}\frac{z_k}{k} \ge 0 \rightarrow $ podemos establecer

las relaciones TEX: $\sum_{k=1}^{h-1} \frac{z_k}{k}+z_h=   \sum_{k=1}^{h-1} \frac{b_k}{k}+\frac{x_p+x_q}{h} \ge \sum_{k=1}^{h-1}\frac{z_k}{k} +\frac{x_p}{h}+\frac{x_q}{h+1} \ge 0 $

TEX: $\rightarrow  \sum_{k=1}^{h-1}\frac{z_k}{k} +\frac{x_p}{h}+\frac{x_q}{h+1} \le \sum_{k=1}^{h-1}\frac{z_k}{k} +\frac{x_p+x_q}{h} \le \frac{1}{2} -\frac{1}{2h} \le \frac{1}{2} -\frac{1}{2(h+1)} $,

por el TEX: $lema \:1$ concluimos que los reales TEX: $ \{x_i\},i=1,\cdots,(h+1)$ cumplen el teorema y por

la TEX: $induccion$ para todo TEX: $n \in N$ ,pero aqui hay un error hay una condicion que no se cumple para aplicar el TEX: $lema \:2$ y es que nada nos garantiza que TEX: $z_h \le$ para todo TEX: $z_i \ge 0$ este fue mi error,pero en este intento he notado otra forma de demostrar el teorema .

Mensaje modificado por exp el Apr 21 2007, 07:03 PM
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Rurouni Kenshin
mensaje Mar 20 2007, 01:09 PM
Publicado: #19


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CITA(exp @ Mar 20 2007, 01:59 PM)
hoola,el problema 2 sale rapidamente por induccion(esta permitido este metodo?)

bueno lo pongo:

para n=2 se cumple.
supongo que se cumple para n=h ,osea que TEX: \displaystyle\sum_{k=1}^{h}a/b

ups luego lo termino.
*

Claro que puedes hacerlo por el metodo que estimes conveniente. Lo que si seria importante es que justifiques todos los pasos (por ejemplo que si afirmas que para TEX: $n=2$ se cumple, des un breve argumento de aquello)

Saludos carita2.gif carita2.gif


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exp
mensaje Apr 25 2007, 12:54 PM
Publicado: #20


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las proposiciones que usare seran evidentes o sino facilmente demostrado por induccion.

TEX: $sea\: n \in N\mbox{ fijo pero cualquiera}$:

de TEX: $ \displaystyle\sum_{i=1}^n{x_i} =0  ,\: y \: \displaystyle\sum_{i=1}^n{\left |{x_i}\right |}=1$ tenemos que

TEX: $\displaystyle\sum_{}{x_{\ge 0}}=\displaystyle\frac{1}{2},\:  y\:  \displaystyle\sum_{}{x_{\le 0}}=-\displaystyle\frac{1}{2}$ son correctas las sigiuentes desigualdades :

TEX: $ \displaystyle\sum_{}{x_{\ge 0}} \ge \displaystyle\sum_{}{\displaystyle\frac{x_{\ge 0}}{k}}$

TEX: $\displaystyle\sum_{}{x_{\le 0}} \le \displaystyle\sum_{}{\displaystyle\frac{x_{\le 0}}{k}} \le \displaystyle\sum_{}{\displaystyle\frac{x_{\le 0}}{n}}$

usando el TEX: lema\:2 si es necesario tendre los reales TEX: $\{y_i\}$

TEX: $ \rightarrow{}  0 \le \displaystyle\sum_{i=1}^n{\displaystyle\frac{y_i}{i}}=\left |{\displaystyle\sum_{i=1}^n{\displaystyle\frac{y_i}{i}}}\right | \le $

TEX: $ \left |{\displaystyle\sum_{}{y_{\ge 0}}+\displaystyle\sum_{}{\displaystyle\frac{y_{\le 0}}{n}}}\right |= $ TEX: $\left |{\displaystyle\frac{1}{2}-\displaystyle\frac{1}{2n}}\right |=\displaystyle\frac{1}{2}-\displaystyle\frac{1}{2n}$

y por el TEX: lema \:1 los reales TEX: $ \{x_i\}$ cumplen el teorema .

saludos.
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