Em 18 de maio de 2010 01:32, Johann Dirichlet
<peterdirich...@gmail.com> escreveu:
> Dado a um dígito de 0 a 9, seja X um conjunto finito de naturais não
> nulos tal que nenhum deles contenha o dígito a na sua representação
> decimal. Demonstre que a soma dos inversos dos elementos de X é menor
> que 80.

Bem, este problema é mais ou menos fácil, se você pegar a ideia certa.
O que se quer provar, no fim das contas, é que a série harmônica dos
inversos dos naturais sem um certo dígito converge. E convergência de
séries quase sempre é provada por comparação com uma PG.

O dígito em si pouco importa, o raciocínio não muda (eu tive alguns
problemas com o zero, mas nada de arrancar os cabelos...). Vou mostrar
com o dígito 9.

Bem, eu fiz mais ou menos assim (para facilitar a escrita, [a]=1/a:
[2]=1/2=0,5):

[1]+[2]+...+[8]=C (eu vou deixar assim, calculo depois)

[10]+...+[18]< 9*[10]
[20]+...+[28]< 9*[20]
[30]+...+[38]< 9*[30]
[40]+...+[48]< 9*[40]
.
.
.
[80]+...+[88]< 8*[80]

Se eu somar estas desigualdades, obtenho um limitante de
9/10*([1]+[2]+...+[8])=9C/10.

Daqui, eu tive uma ideia: e se calcularmos a soma dos inversos dos
caras com exatamente K dígitos e sem o dígito 9? Depois é só somar
estas parciais e provar que elas convergem.

Veja com o 3 como fica:

[100]+...+[108]< 9*[100]
[110]+...+[118]< 9*[110]
[120]+...+[128]< 9*[120]
.
.
.
[880]+...+[888]< 9*[880]

Somando, obtemos um limitante de
9/10*(a soma dos inversos dos caras de 2 dígitos sem o 9), o que daria
81C/100=(9/10)^2C

Analogamente, obtemos um limitante da forma (9/10)^n*C para a soma dos
inversos dos caras com n dígitos.

Se somarmos, temos algo como
C*(1+9/10+(9/10)^2+...)=10*C

Basta provar que 11C<80. Mas aí é só calcular e correr pro abraço!

Fazendo a conta, obtemos C<3.

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