¿Cómo se puede asumir este paso (mientras se prueba AM> = GM por inducción de cauchy?

La respuesta anterior no responde la pregunta.

Yo también estaba perplejo sobre esta suposición. La misma suposición aparece en
Página en uga.edu y Página en mit.edu. Aquí está mi explicación.

La explicación breve es “¡porque este valor en particular funciona!”.

Tenemos una expresión válida en el Paso 2 para [matemáticas] n = 2 ^ k [/ matemáticas]. Para n no un múltiplo de 2, necesitamos “rellenar” la expresión de n términos a un número mayor que sea múltiplo de dos (y siempre serán uno). Una vez que hayamos hecho eso, podemos usar la expresión que ya hemos derivado y trabajar al revés.

Las pruebas hacen uso del hecho de que si [math] A [/ math] es la media aritmética de un conjunto de números [math] n [/ math], entonces puede agregar [math] A [/ math] a la suma , divídalo entre [matemáticas] n-1 [/ matemáticas] y obtenga el mismo resultado.

[matemáticas] \ frac {a_1 + \ ldots + a_n + A} {n + 1} = \ frac {a_1 + \ ldots + a_n} {n} = A [/ matemáticas]

En nuestro caso, agregamos esto [matemáticas] 2 ^ kn [/ matemáticas] para que nuestro lado izquierdo no cambie de valor pero tenga los términos [matemáticas] 2 ^ k [/ matemáticas] requeridos.

[matemáticas] LHS = \ frac {a_1 + \ ldots + a_n + A + \ ldots + A} {2 ^ k} = A [/ matemáticas]

Ahora es una cuestión simple eliminar estos términos adicionales de ambos lados de la desigualdad mediante aritmética simple y derivar una expresión válida para n términos. Esto se muestra en la página de Wikipedia, y así es como lo hizo Cauchy en su artículo de 1821. En mi humilde opinión, el método de inducción hacia atrás es simplemente confuso, e implícitamente hace las mismas suposiciones.

Así es como funciona la inducción. Usted asume localmente la declaración [math] P_n [/ math] y luego prueba ” si [math] P_n [/ math] es verdadero, entonces [math] P_ {n + 1} [/ math] también es verdadero”. También demuestra un caso trivial como [math] P_1 [/ math]. Ahora, tiene estas dos herramientas con usted:

  1. [matemáticas] P_1 [/ matemáticas] es cierto
  2. si [math] P_n [/ math] es verdadero, entonces [math] P_ {n + 1} [/ math] también es verdadero”

Combinando (1) y (2), obtienes [math] P_2 [/ math] como verdadero. Conectando eso nuevamente en (2), obtienes [math] P_3 [/ math] es cierto. Y así sucesivamente (esto es lo que sucede cuando dices “por inducción”), hasta que tengas [math] P_n [/ math] para que sea cierto para todo n.


Tenga en cuenta que en este caso están demostrando la declaración dos en dos pasos:

si [math] P_ {n} [/ math] es verdadero, entonces [math] P_ {n-1} [/ math] también es verdadero”, y ” if [math] P_ {n} [/ math] es verdadero, entonces [math] P_ {2n} [/ math] también es verdadero “. Finalmente, puede generar todas las n a partir de estas dos reglas, por lo que funciona.

Su derivación se debe correctamente a Cauchy. También se llama inducción hacia atrás.

Mientras que el Paso 2 ha mostrado [math] P_n [/ math] puede probar [math] P_ {2n}, [/ math] eso significa que ha demostrado un número infinito de índice de que la propiedad ya es verdadera.

El paso 3 intenta mostrar [math] P_n [/ math] dado que puede probar que [math] P_ {n-1} [/ math] también es cierto, aún no está completo, puede completarlo así

[matemáticas] \ frac {a_1 + a_1 + \ cdots + a_n} {n} \ ge a_n [/ matemáticas]

[matemáticas] \ frac {a_1 + a_1 + \ cdots + a_ {n-1}} {n} \ ge \ frac {n-1} {n} a_n [/ math]

[matemáticas] \ frac {a_1 + a_1 + \ cdots + a_ {n-1}} {n-1} \ ge a_n = \ sqrt [n-1] {a_1a_1 \ cdots a_ {n-1}} [/ math]

El paso 3 puede llenar los espacios en el paso 2 en orden inverso, por lo tanto, la inducción hacia atrás.