今日刷知乎,看到一個問題 ——
如何優雅地證明 $e >\sqrt {7} $
我的解法#
看到這個題目,我的第一反應是借助 $ e $ 的級數展開式 $ e = \sum^{\infty}_{n=0} \frac {1}{n!} $ 來解答,當然,本人並非數學系學生,所以下面的內容也並不嚴謹,僅僅是一個思路。
將其展開可以得到 $ e = 1+1+\frac {1}{2!}+\frac {1}{3!}+\ldots+\frac {1}{n!} $,
取前五項,計算可得 $e > 1+1+\frac {1}{2!}+\frac {1}{3!}+\frac {1}{4!} = 1+1+\frac {1}{2}+\frac {1}{3}+\frac {1}{4}\approx2.7083$,
又易知 $ \sqrt {7} < 2.6458 $,
因為 $ 2.7083>2.6458 $,則可得 $e >\sqrt {7} $。
但列出這個思路之後,我不得不承認這並不「優雅」。
優雅的解法#
我查閱網路,看到了一位網友運用 Maclaurin 級數的證明:
我們根據 Maclaurin 級數易知 $ e^x = \sum_{n=0}^{\infty} \frac {x^n}{n!} = 1 + x + \frac {x^2}{2!} + \frac {x^3}{3!} + \ldots $,
在此我們取 $x=2$,可得 $ e^2 = \sum_{n=0}^{\infty} \frac {2^n}{n!} = 1 + 2 + \frac {2^2}{2!} + \frac {2^3}{3!} + \ldots $
又注意到截斷前四項後可得到 $ \sum_{n=0}^{4} \frac {2^n}{n!} = 7 $,
顯然,$e^2= \sum_{n=0}^{\infty} \frac {2^n}{n!} >\sum_{n=0}^{4} \frac {2^n}{n!} = 7$,
證畢。
緊跟時事的解法#
因為 $abcdefg\ldots z$,
故 $e>z$,
根據姜萍等式,$ \text {主}=6 $,
而 $z=\text {主}-\text {點}=6-0.1=5.9$,
且 $5.9^2>7$,
故 $5.9>\sqrt {7}$,
因此 $e >\sqrt {7} $,
證畢。
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原始链接为 https://ursprung.io/notes/36