199^200 和 200^199 相比,哪个更大

199^200 和 200^199 相比,哪个更大

原问题199^200200^199相比,哪个更大。

比较土鳖的解法

比较明显的解法是直接比较对数:log(199^200)log(200^100),展开得到log(199)*200log(200)*199

考虑到 199^200200^199 皆为正,因此可以将两数相除:

q = (200^199)/(199^200)

该商q如果比1大,则说明 199^200 较小;反之如果商q比1小,则 199^200 较大。如果商等于一,则两者相等(显然,这并不可能)。

注意到199^200 = 199^199 * 199

我们可以得到q=(200^199)/(199^200)=(200^199)/((199^199)*199) = (200/199)^199 * (1/199)

注意到200=199+1,上述等式可进一步写作:

q = (1+1/199)^199 * (1/199)

表面上看,这个和最开始的问题类似,仍然需要计算 200^199199^199,但实际上如果我们只是要证明 q < 1 的话,可以把上述等式中的(1+1/199)替换为比它大一些的数,并证明新的数仍然<1,例如,令:

r = (1+1/2)*(1+1/3)*(1+1/4)*...*(1+1/199)*(1/199)

或换言之将前198项替换为通项公式为 1+1/(n+1)(n+2)/(n+1),由于前198项每项都大于1+1/199=200/199,若能证明r<1,就可以证明q<1了。我们有:

r = (1+1/2)*(1+1/3)*(1+1/4)*...*(1+1/198)*(1+1/199)*(1/199) = (3/2)*(4/3)*(5/4)*...*(199/198)*(200/199)*(1/199)

注意到该式前项分母和后项分子可以直接约去,最终前199项只剩下了第一项的分母(2)和第199项的分子(200):

r = (1/2)*(1/1)*(1/1)*...*(1/1)*(200/1)*(1/199)

于是:

r=100*(1/199)=100/199<1

既然r<1,由于r>q,因此q<1,从而, 199^200>200^199.

notes/math/199_200vs200_199.txt · 最后更改: 2022/01/15 01:28