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Aufgabe:

Sei z ∈ ℂ. Zeige: Für alle n ∈ ℕ gilt

|  (1+z)n (1+z)^{n} -1  |    ≤    (1+z)n (1+ |z|)^{n} -1 


Problem/Ansatz:

Ich habe damit angefangen mit dem Binomischen Lehrsatz zu arbeiten, um die Ungleichung zu beweisen.

Dabei habe ich (1+z)n (1+z)^{n} umgeformt in k=0 \sum\limits_{k=0}^{\infty} (nk) \begin{pmatrix} n\\k \end{pmatrix} zk ; die rechte Seite der Ungleichung ebenso. Indem man dann die Summe auf beiden Seiten statt bei Null ab der 1 laufen lässt, würde sich das -1 auf beiden Seiten aufheben.

Also habe ich bis jetzt die Ungleichung folgendermaßen umgeformt:

|  k=1 \sum\limits_{k=1}^{\infty} (nk) \begin{pmatrix} n\\k \end{pmatrix} zk  | ≤ k=1 \sum\limits_{k=1}^{\infty}  (nk) \begin{pmatrix} n\\k \end{pmatrix} |z|k

Nun fehlen mir die Ideen für die nächsten Schritte im Beweis.

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Ist das nicht einfach eine Anwendung der Dreiecksungleichung? Tipp: Beginne mit der linken Seite und arbeite auf die rechte Seite hin.

2 Antworten

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Hallo,

wie ich bereits in meinem Kommentar angedeutet habe:

|(1+z)n -1|

=| Summe (k=1 bis n) (n,k) *zk |

<=Summe (k=1 bis n) (n,k) *|z|k

=Summe (k=0 bis n) (n,k) *|z|k        -1

=(1+|z|)n -1

Avatar von 37 k

Super vielen Dank für deine Hilfe!

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"Für alle natürlichen Zahlen" hört sich doch wohl stark nach vollständiger Induktion an. Für n=1 muss man es nur hinschreiben, beim Induktionsschritt benötigt man die Dreiecksungleichung. Diese kann man einmal anwenden, um die Induktionsvoraussetzung zu benutzen, und ein Mal für die einfache Ungleichung |1+z|<=1+|z|.

Avatar von 1,4 k

Danke für die Antwort. Induktion klingt nach einem guten Ansatz

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