今日刷知乎,看到一个问题 ——
如何优雅地证明 $e >\sqrt {7} $
我的解法#
看到这个题目,我的第一反应是借助 $ e $ 的级数展开式 $ e = \sum^{\infty}_{n=0} \frac {1}{n!} $ 来解答,当然,本人并非数学系学生,所以下面的内容也并不严谨,仅仅是一个思路。
将其展开可以得到 $ e = 1+1+\frac {1}{2!}+\frac {1}{3!}+\ldots+\frac {1}{n!} $,
取前五项,计算可得 $e > 1+1+\frac {1}{2!}+\frac {1}{3!}+\frac {1}{4!} = 1+1+\frac {1}{2}+\frac {1}{3}+\frac {1}{4}\approx2.7083$,
又易知 $ \sqrt {7} < 2.6458 $,
因为 $ 2.7083>2.6458 $,则可得 $e >\sqrt {7} $。
但列出这个思路之后,我不得不承认这并不「优雅」。
优雅的解法#
我查阅网络,看到了一位网友运用 Maclaurin 级数的证明:
我们根据 Maclaurin 级数易知 $ e^x = \sum_{n=0}^{\infty} \frac {x^n}{n!} = 1 + x + \frac {x^2}{2!} + \frac {x^3}{3!} + \ldots $,
在此我们取 $x=2$,可得 $ e^2 = \sum_{n=0}^{\infty} \frac {2^n}{n!} = 1 + 2 + \frac {2^2}{2!} + \frac {2^3}{3!} + \ldots $
又注意到截断前四项后可得到 $ \sum_{n=0}^{4} \frac {2^n}{n!} = 7 $,
显然,$e^2= \sum_{n=0}^{\infty} \frac {2^n}{n!} >\sum_{n=0}^{4} \frac {2^n}{n!} = 7$,
证毕。
紧跟时事的解法#
因为 $abcdefg\ldots z$,
故 $e>z$,
根据姜萍等式,$ \text {主}=6 $,
而 $z=\text {主}-\text {点}=6-0.1=5.9$,
且 $5.9^2>7$,
故 $5.9>\sqrt {7}$,
因此 $e >\sqrt {7} $,
证毕。
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原始链接为 https://ursprung.io/notes/36