¿Cuál es el número entero menos positivo n para el cual [matemáticas] \ sqrt [3] {n + 1} – \ sqrt [3] {n} <\ frac {1} {12} [/ matemáticas]?

La respuesta es [matemáticas] 8 [/ matemáticas]

Use la propiedad básica de la media aritmética y geométrica (AM y GM).

[matemáticas] \ sqrt [3] {n + 1} – \ sqrt [3] {n} <\ frac {1} {12} [/ matemáticas]

Dejar

[matemáticas] a = [/ matemáticas] [matemáticas] \ sqrt [3] {n + 1} [/ matemáticas]

[matemáticas] b = \ sqrt [3] {n} [/ matemáticas]

Ahora

[matemáticas] 12 <1 / (ab) [/ matemáticas]

-Multiplicación [matemática] a ^ 2 + ab + b ^ 2 [/ matemática] en Numerador y Denominador en el lado derecho

[matemáticas] 12 <(a ^ 2 + ab + b ^ 2) / ((ab) (a ^ 2 + ab + b ^ 2)) [/ matemáticas] ——— ( En la ecuación 1 )

-Ahora, ya que [matemáticas] (ab) (a ^ 2 + ab + b ^ 2) = a ^ 3 – b ^ 3, [/ matemáticas]

-Sustituyendo los valores de [matemática] a [/ matemática] y [matemática] b [/ matemática] en [matemática] a ^ 3 – b ^ 3, [/ matemática] obtenemos [matemática] a ^ 3 – b ^ 3 = 1; [/ matemáticas]

-Por lo tanto, obtenemos:

[matemáticas] 12 <a ^ 2 + ab + b ^ 2 [/ matemáticas] (forma modificada de la ecuación 1. Llamémosla la ecuación 2 )

-Ahora, al dividir ambos lados por 3 (ya que RHS tiene 3 términos)

[matemática] 4 <(a ^ 2 + ab + b ^ 2) / 3 [/ matemática] —- (Inecuación 2 dividida por 3)

-Ahora, ¿no “parece” la ecuación anterior como [matemática] 4 <[/ matemática] [matemática] GM \ leq \ AM [/ matemática]?

[matemáticas] AM = [/ matemáticas] [matemáticas] (a ^ 2 + ab + b ^ 2) / 3 [/ matemáticas]

[matemáticas] GM = [/ matemáticas] [matemáticas] \ sqrt [3] {(a ^ 2 * ab * b ^ 2)} = \ sqrt [3] {(ab) ^ 3} = ab; [/ matemáticas]

-Así que ahora podemos decir que, [matemáticas] 4 <GM [/ matemáticas]

es decir, [matemáticas] 4 <ab [/ matemáticas] o [matemáticas] 64 <(ab) ^ 3 [/ matemáticas]

[matemáticas] (ab) ^ 3 = n (n + 1); [/ matemáticas]

-Por lo tanto, [matemáticas] 64 <n (n + 1) [/ matemáticas]

-Resuelve la ecuación cuadrática [matemática] n ^ 2 + n-64> 0 [/ matemática]

-El entero positivo más cercano que obtendrá es [matemática] 8 [/ matemática] (que satisfará la ecuación cuadrática).