Нам потребуется следующая
Л е м м а: пусть функция дифференцируема на некотором открытом множестве
, причем
. Тогда
.
Д о к а з а т е л ь с т в о: в общем-то следует из необходимого условия локального экстремума: легко видеть, что точка является локальным минимумом.
Любой многочлен, конечно, является дифференцируемой функцией. Потому . Более того, поскольку
-- корни многочлена, то
. Продифференцируем:
. В точке
производная равна
, аналогично в точке
:
. С другой стороны,
-- многочлен второй степени, а потому
. Поскольку
, то
, следовательно,
.
Объяснение:
Нам необходимо доказать, что
S(n) = 1 / 1 * 2 + 1 /2 * 3 + ... + 1 /n * (n + 1) = n / (n + 1).
Проведем доказательство по индукции.
S(1) = 1 / 1 * 2 = 1/2 = 1 /(1 + 1) = 1/2.
Предположим, что утверждение верно
для любого натурального к <= n.
Тогда
S(n + 1) = 1 / 1 * 2 + 1 / 2 * 3 + ... + 1 / n * (n + 1) +
+ 1 / (n + 1) * (n + 2) = S(n) + 1 / (n + 1) * (n + 2) =
= n / (n + 1) + 1 / (n + 1) * (n + 2) =
= (n * (n + 2) + 1) / (n + 1) * (n + 2) =
= (n^2 + 2 * n + 1) / (n + 1) * (n + 2) =
= (n + 1)^2 / (n + 1) * (n + 2) = (n + 1) / (n + 2)