Dane są dwa ciągi arytmetyczny i geometryczny, każdy składający się z trzech wyrazów dodatnich. Pierwsze i ostatnie wyrazy w obu ciągach są jednakowe. Zbadać, który ciąg ma większą sumę.

Odpowiedź :

[tex]a,b,c,d > 0[/tex]

Ciąg arytmetyczny:

[tex]a,b,c[/tex]

Ciąg geometryczny:

[tex]a,d,c[/tex]

Suma tych dwóch ciągów jest zależna od środkowych wyrazów:

[tex]b=\dfrac{a+c}{2}[/tex]

[tex]d=\sqrt{ac}[/tex]

Która liczba jest większa?

[tex]b\quad?\quad d[/tex]

[tex]\dfrac{a+c}{2}\quad?\quad\sqrt{ab}\quad|^2[/tex]

[tex]\dfrac{a^2+2ac+c^2}{4}\quad?\quad ab\quad|\cdot4[/tex]

[tex]a^2+2ac+c^2\quad?\quad 4ab[/tex]

[tex]a^2-2ac+c^2\quad?\quad0[/tex]

[tex](a-c)^2\quad?\quad0[/tex]

[tex](a-c)^2\quad\ge\quad0[/tex]

Jeżeli [tex]a=c[/tex], czyli ciągi są stałe, to [tex]b=d[/tex]. Natomiast jeżeli ciągi są rosnące lub malejące, to [tex]b > d[/tex].

Odpowiedź:

Jeżeli ciągi nie są stałe, to suma ciągu arytmetycznego jest większa od sumy ciągu geometrycznego. Jeśli są stałe, to sumy są równe.