Доказательство. Сначала докажем лемму
Лемма 11.1. (неравенство Бернулли):
Если
, то
.
Доказательство. Используем метод математической индукции. При
имеем:
. Предположим, что при
неравенство верно:
. Тогда при
имеем:
. Неравенство доказано.
Чтобы доказать существование предела
, рассмотрим последовательность
. Для членов этой последовательности:
Применим неравенство Бернулли, обозначив
, при этом очевидно, что
.
1. Таким образом,
. Так как
, то
, поэтому рассматриваемая последовательность убывает и ограничена снизу. Значит, существует предел
. Так как
, то и
. Следовательно,
. Таким образом,
.
Теорема 11.2 Имеет место равенство
.
Доказательство. (НА ЭКЗАМЕНЕ НЕОБЯЗАТЕЛЬНО ЕГО ЗНАТЬ. ПРИВЕДЕНО ДЛЯ ИНТЕРЕСУЮЩИХСЯ МАТЕМАТИКОЙ)
- Докажем сначала, что
.
Обозначим за n целую часть отношения
.
. Тогда справедливо неравенство:
. Перепишем его в виде
. Тогда
. При этом
,
. В полученном неравенстве левая и правая части стремятся к e, т.к.
.
Таким образом, по теореме “о зажатой переменной” 9.3. получаем, что
.
- Докажем теперь, что
.
Обозначим
. Получаем, что
. Выражение
при
. Обозначив
получаем, что
. Тогда
. Полученное выражение стремится к e при
, т.к.
. Теорема доказана.