5. Одно важное неравенство.
В следующей главе нам понадобится неравенство
имеющее место при всяком
удовлетворяющем условию
и при любом целом положительном значении
. (Ради общности мы предвосхищаем здесь применение отрицательных и нецелых чисел, предполагая, что
может быть любым числом, большим, чем —1. Доказательство неравенства — одно и то же, независимо от того, каково число
Мы воспользуемся и на этот раз математической индукцией.
а) Если верно, что
то, умножая обе части неравенства на положительное число
мы получаем:
Отбрасывая вовсе положительный член
мы только усилим это неравенство; итак,
Полученный результат показывает, что неравенство (6) имеет место и при
б) Совершенно очевидно, что
Таким образом, доказательство закончено.
Ограничение, заключающееся в условии
существенно. Если
то
отрицательно, и рассуждение а) отпадает, так как при умножении обеих частей неравенства на отрицательное число знак неравенства должен измениться. (Например, умножая обе части неравенства
на —1, мы получили бы
а это неверно.)