Prueba de la desigualdad Fi<(5/3)iFi<(5/3)iF_i<(5/3)^i para los números de Fibonacci

El ejemplo dice:

Como ejemplo demostramos que los números de Fibonacci, F 0 = 1, F 1 = 1, F 2 = 2, F 3 = 3, F 4 = 5,..., F i = F i - 1 + F i - 2 , satisface F i < (5/3) i , para todo i >= 1. Para ello, primero verificamos que el teorema es cierto para los casos triviales. Es fácil comprobar que F 1 = 1 < 5/3 y F 2 = 2 < 25/9; esto prueba la base. Suponemos que el teorema es cierto para i = 1, 2,..., k; esta es la hipótesis inductiva. Para probar el teorema, necesitamos mostrar que F k + 1 < (5/3) k + 1 . tenemos fk + 1 = F k + F k - 1

Y obtuve todo eso hasta que comenzaron con el resto de la prueba, que dice así:

F k + 1 < (5/3) k + (5/3) k - 1

Lo tengo...

F k + 1 < (3/5)(5/3) k + 1 + (3/5) 2 (5/3) k + 1

Ahora estoy perdido, pero el resto de las matemáticas tiene sentido hasta el penúltimo paso.

F k + 1 < (3/5)(5/3) k + 1 + (9/25)(5/3) k + 1
que se simplifica a
F k + 1 < (3/5 + 9/25)( 5/3) k + 1
F k + 1 < (24/25)(5/3) k + 1
F k + 1 < (5/3) k + 1

Las dos cosas que no entiendo son cómo llegaron al segundo paso de la prueba y cómo eliminaron el 24/25. Me siento realmente tonto en este momento. ¿Podría alguien mostrarme lo que me estoy perdiendo?

¿Qué quiere decir exactamente con 'segunda parte de la prueba'? ¿Qué paso exacto no entiendes?
@flawr Lo siento, quise decir el segundo paso en la prueba. Arreglaré eso.
@ 900sit-upsaday ¡Gracias por solucionar la pregunta!
Consulte math.stackexchange.com/a/1538834/589 para obtener un enfoque general.

Respuestas (2)

Primero puedes suponer que F k < ( 5 / 3 ) k y F k 1 < ( 5 / 3 ) k 1 entonces.

F k + 1 = F k < ( 5 / 3 ) k + F k 1 < ( 5 / 3 ) k 1 < ( 5 / 3 ) k + ( 5 / 3 ) k 1

Nosotros podemos usar 24 / 25 < 1 al igual que:

F k + 1 < 24 / 25 < 1 ( 5 / 3 ) k + 1 < 1 ( 5 / 3 ) k + 1

Muy bien, creo que tengo el penúltimo paso ahora. Lo que estás diciendo es que debido a que 24/25 < 1 es casi como decir 1(5/3)^(k + 1) debido a la desigualdad. ¿Está bien?

Para agregar a la respuesta de failr; con respecto a la "segunda parte" - están usando el hecho de que 1 = 5 3 × 3 5 .

Entonces ( 5 3 ) k = 3 5 × 5 3 × ( 5 3 ) k = 3 5 × ( 5 3 ) k + 1

¡Bueno! Sí, eso tiene sentido ahora. Ahora veo lo que está pasando con ese segundo paso en la prueba, pero todavía estoy confundido acerca del paso 24/25 < 1. ¿Podría aclararme eso, por favor?
Así que obviamente es cierto que 24 25 < 1 . Podemos multiplicar ambos lados de esa desigualdad por ( 5 3 ) k + 1 Llegar 24 25 × ( 5 3 ) k + 1 < ( 5 3 ) k + 1 - que es lo que necesitas!
¡Ahora lo entiendo! Me siento muy tonto, pero ahora lo entiendo por completo. ¡Gracias por su ayuda!