I
MATU • Algebra
MATU_INEC_047
Solving Problems in Algebra and Trigonometry Litvinenko Mordkovich
Enunciado
Si $n = 2, 3, 4, \dots$, demuestre que:
$$ \sqrt{1} + \sqrt{2} + \dots + \sqrt{n} > n $$
$$ \sqrt{1} + \sqrt{2} + \dots + \sqrt{n} > n $$
Solución Paso a Paso
1. Análisis de la expresión:
La expresión es una suma de raíces cuadradas de números enteros consecutivos empezando desde 1 hasta $n$.
2. Razonamiento pedagógico:
Sabemos que para cualquier número $k \geq 1$, su raíz cuadrada $\sqrt{k}$ también es mayor o igual a 1.
Específicamente:
3. Desarrollo de la desigualdad:
Escribamos la suma detalladamente para $n \geq 2$:
$$ S = \sqrt{1} + \sqrt{2} + \sqrt{3} + \dots + \sqrt{n} $$
$$ S = 1 + \underbrace{\sqrt{2}}_{>1} + \underbrace{\sqrt{3}}_{>1} + \dots + \underbrace{\sqrt{n}}_{>1} $$
En esta suma de $n$ términos, el primer término es exactamente 1, y todos los demás términos (que son $n-1$ términos) son estrictamente mayores que 1.
Por lo tanto:
$$ S > \underbrace{1 + 1 + 1 + \dots + 1}_{n \text{ veces}} $$
$$ S > n $$
4. Conclusión:
Para cualquier $n \geq 2$, al menos uno de los términos ($\sqrt{2}$) ya hace que la suma de valores (cada uno $\geq 1$) supere la cantidad de sumandos.
$$ \boxed{\sqrt{1} + \sqrt{2} + \dots + \sqrt{n} > n} $$
La expresión es una suma de raíces cuadradas de números enteros consecutivos empezando desde 1 hasta $n$.
2. Razonamiento pedagógico:
Sabemos que para cualquier número $k \geq 1$, su raíz cuadrada $\sqrt{k}$ también es mayor o igual a 1.
Específicamente:
- Si $k = 1$, $\sqrt{1} = 1$.
- Si $k > 1$, $\sqrt{k} > 1$.
3. Desarrollo de la desigualdad:
Escribamos la suma detalladamente para $n \geq 2$:
$$ S = \sqrt{1} + \sqrt{2} + \sqrt{3} + \dots + \sqrt{n} $$
$$ S = 1 + \underbrace{\sqrt{2}}_{>1} + \underbrace{\sqrt{3}}_{>1} + \dots + \underbrace{\sqrt{n}}_{>1} $$
En esta suma de $n$ términos, el primer término es exactamente 1, y todos los demás términos (que son $n-1$ términos) son estrictamente mayores que 1.
Por lo tanto:
$$ S > \underbrace{1 + 1 + 1 + \dots + 1}_{n \text{ veces}} $$
$$ S > n $$
4. Conclusión:
Para cualquier $n \geq 2$, al menos uno de los términos ($\sqrt{2}$) ya hace que la suma de valores (cada uno $\geq 1$) supere la cantidad de sumandos.
$$ \boxed{\sqrt{1} + \sqrt{2} + \dots + \sqrt{n} > n} $$