n为正整数,f(n)为正整数,f(n)为n的增函数.f[f(n)]=2n+1,求证:4/3

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/29 23:34:14
n为正整数,f(n)为正整数,f(n)为n的增函数.f[f(n)]=2n+1,求证:4/3

n为正整数,f(n)为正整数,f(n)为n的增函数.f[f(n)]=2n+1,求证:4/3
n为正整数,f(n)为正整数,f(n)为n的增函数.f[f(n)]=2n+1,求证:4/3

n为正整数,f(n)为正整数,f(n)为n的增函数.f[f(n)]=2n+1,求证:4/3
首先,对任意正整数m < n,有f(f(m)) = 2m+1 < 2n+1 = f(f(n)).而f为增函数,故f(m) < f(n).
于是f(m) < f(m+1) < f(m+2) 1,否则f(f(1)) = f(1) = 1,矛盾.
于是对1 ≤ n使用①,得f(n) ≥ f(1)+n-1 > n,对任意正整数n成立.
再对n ≤ f(n)使用①,有2n+1 = f(f(n)) ≥ f(n)+f(n)-n = 2f(n)-n,即f(n) ≤ (3n+1)/2 ②.
对n = 1,得f(1) ≤ 2,又f(1) > 1,故f(1) = 2 > 4·1/3.
对n = 2,得f(2) ≤ 7/2,又f(2) > 2为整数,故f(2) = 3 > 4·2/3.
对n > 2,设k = [n/3] (n/3的整数部分),则k为正整数且成立n = 3k或n = 3k+1或n = 3k+2.
将2k代入②,得f(2k) ≤ (6k+1)/2 = 3k+1/2,由f(2k)为整数,有f(2k) ≤ 3k.
对f(2k) ≤ 3k,由单调性得f(3k) ≥ f(f(2k)) = 4k+1 > 4·(3k)/3.
进一步有f(3k+1) ≥ 4k+2 > 4·(3k+1)/3,f(3k+2) ≥ 4k+3 > 4·(3k+2)/3.
即对任意正整数n,f(n) > 4n/3.
另一方面由②得f(n) ≤ (3n+1)/2 ≤ 2n,综合得4/3 < f(n)/n ≤ 2.

f(n)为正整数,f[f(n)]=2n+1,so f(1)>=2, (否则f[f(1)] = f(1) = 3就矛盾了), f(n)>=n+1

f[f(n)]=2n+1>=f(n)+1, so f(n)/n <= 2,

To prove : f(n)> (4/3)*n