Контрольные задания > 256. Докажите неравенство о длине ломаной. Длина ломаной не меньше длины отрезка, соединяющего её концы.
Вопрос:
256. Докажите неравенство о длине ломаной. Длина ломаной не меньше длины отрезка, соединяющего её концы.
Ответ:
Доказательство неравенства о длине ломаной:
Рассмотрим ломаную A₁A₂...Aₙ. Длина ломаной равна сумме длин её звеньев: A₁A₂ + A₂A₃ + ... + Aₙ₋₁Aₙ. Нужно доказать, что A₁A₂ + A₂A₃ + ... + Aₙ₋₁Aₙ ≥ A₁Aₙ.
Доказательство будем проводить методом математической индукции.
1. База индукции: для n = 2, ломаная состоит из одного звена A₁A₂, и утверждение очевидно: A₁A₂ = A₁A₂.
2. Шаг индукции: предположим, что для ломаной из n - 1 звена утверждение верно: A₁A₂ + A₂A₃ + ... + Aₙ₋₂Aₙ₋₁ ≥ A₁Aₙ₋₁.
Докажем, что для ломаной из n звеньев утверждение тоже верно: A₁A₂ + A₂A₃ + ... + Aₙ₋₁Aₙ ≥ A₁Aₙ.
Рассмотрим треугольник A₁Aₙ₋₁Aₙ. По неравенству треугольника, A₁Aₙ₋₁ + Aₙ₋₁Aₙ ≥ A₁Aₙ.
Используя предположение индукции, имеем: A₁A₂ + A₂A₃ + ... + Aₙ₋₂Aₙ₋₁ + Aₙ₋₁Aₙ ≥ A₁Aₙ₋₁ + Aₙ₋₁Aₙ ≥ A₁Aₙ.
Следовательно, A₁A₂ + A₂A₃ + ... + Aₙ₋₁Aₙ ≥ A₁Aₙ, что и требовалось доказать.
Таким образом, длина ломаной всегда не меньше длины отрезка, соединяющего её концы.