Sin n,n為正整數,有最大值嗎?
這個最大值是找不到的,為什麼?原因是因為sin這個函數的周期性與圓周率有關,而圓周率是一個無理數,但n是一個正整數,所以隨著n的變化,n無法整除圓周率,這個導致的結果就是sin n這個函數只能無限逼近於最大值1,但永遠取不到1。所以,我們說這個sin n是沒有最大值的。
這個是可以證明的,你可以假設存在這個最大值,然後去找出矛盾之處,所以最後的結果就是這個最大值不存在。具體你可以去看看一些嚴格的數學分析的書,我是讀物理出身,對這個問題只能用強烈的直覺來告訴你答案是最大值不存在,而且這個是可以用純數學證明的,具體怎麼做應該也不會太難,總之就是數學分析。
所有的正整數給出的sin(n)值都是不一樣的,這一點也是很有意思的,所以我們其實有無窮多個數值去比較,從直覺上來說,這些數中好像存在一個最大值,但問題的關鍵在於我們無法找出具體這個最大值是多少,直覺告訴我們這個最大值肯定是無限逼近於1,但不是1。這就好像雙曲線靠近漸近線一樣,雙曲線可以無限靠近直線,但不能越過直線,在這裡也是這種感覺。當然,問題的關鍵還是出在圓周率是一個無理數,所以以它為周期的函數,如果自變數是正整數的時候,永遠都除不幹凈。
以我的能力,我也大概只能說到這裡了,答案是肯定找不到這個最大值。不過這個問題還是很有趣的,也許數學家能更準確地回答你提出的這個問題。
Sin n(n為正整數)沒有最大值,其證明是這樣的,對任意的正整數n,一定存在正整數k,滿足k<n/(2π)<k+5/4,比如可以取k=n/(2π)的整數部分,把上面那個不等式,都乘於2π,再取正弦,就可得:Sin 2kπ<Sin n<Sin(2(k+1)π+π/2),即0<Sin n<1,我們知道正弦的最大值等於1,上面的證明說明無論n取什麼值,Sin n 永遠小於1,注意當n趨於無窮大時,Sin n並不是趨向於1,而是沒有極限,在大於-1和小於1之間徘徊,是發散的。不失一般性,我們事先假設Sin n>0,小於0那部分n,可以不討論,因為它都是小於1的。
我們用反證法來證明cosN沒有最大值。為了描述簡便我會棄用一些標準的數學術語,盡量保證嚴謹且易懂。
首先我們知道,對於函數cosx,當x等於0派,2派,4派……的時候,函數取最高值1。這裡我們把X軸上0派、2派這樣的點稱為「至高點」。因為cosx在至高點兩側是對稱下降的,所以我們有結論一【x距離至高點越近,cosx越大】
下面我們假定,對於自然數N,cosN是最大值。這個N距離至高點很近,距離為一個非常小的數u(N可以在至高點左邊,也可以在右邊,我們只討論在右邊的情況。在左邊的情況可以類似證明)
現在考慮整數2N,2N的落點會在某一個至高點的右側,且距離那個至高點距離為2u。同理,3N、4N……分別在其最近的至高點右側距離為3u、4u……的地方。
那麼,函數周期2派能不能被u整除呢?事實是不能,不過今天我們不用去證明這一點。我們令2派除以u的餘數為w,即2派=Ku+w(K為某個自然數,w是餘數,為不為零沒關係,但肯定w<u)
現在我們來看整數KN。它的落點在某個至高點的右側Ku處,而在落點右側w處,是下一個至高點。
重點來了,整數KN離至高點的距離(w)小於整數N離至高點的距離(u),根據前文結論一,cosKN大於cosN,這推翻了【cosN是最大值】這個假設。得證:N是不存在的。
【N在至高點的左側】和【sinx】同理可證,只是敘述上更麻煩一點,此處不再贅述。
個人認為有最大值,就是1。大學畢業十幾年了,基本都還給老師了,所以不知道思路還對不對了,我記得這種題應該這麼證明:要證明一個函數的最大值,只要能證明這個函數對於任意一個無窮小的數,總能找到一個變數比這個無窮小的數更小即可。就像0.9無限循環就等於1。
sin[(2k+0.5)π]當k∈Z時有最大值,可以證明如果取整數,上式最大值會無限接近於1,因為π是超越數,所以無論如何取值都無法等於1。
通過簡單計算可以找到一些整數,比如sin33,sin322,sin366,如果可以取負數還有sin(-11),他們的大小關係為sin(-11)>sin366>sin322>sin33≈1。
和計算π值或尋找更大的質數一樣,這個問題的意義在於,我們可以通過編程來讓計算機找到更接近1的整數,我們也可以用Excel來找,大家可以找找最接近1的sin n,看看誰找的數值更大,我先來一個sin4959。
答案應該是沒有最大值,但有上確界1
首先sin n在(-1,1)中間緻密分布(也就是在-1到1中間任意取一個值y,其領域內必有解。這個可以證明的),但無法取到1,因為取到1的條件是(2k+1/2)pi = n。pi為無理數,k和n為有理數,所以所以等式不成立。
首先,這個區間必須是正增區間,所以,只能在2kπ到2kπ+1÷2π之間k從0開始,這是無數個區間,每一個區間里都有一個最接近sin n等於1的數n,即每一個k值對應一個最大的n值,可以在軟體上觀察到,隨著區間增大,這個sin,n的數值會不會越來越逼近1,或者能看出來這麼個趨勢,如果有一段先越來越逼近,另外一段是越來越遠離,那麼就說明存在一個最大的n值,使得sin n取得最大值,具體的算,我沒有去算,這只是我提供一種看是否有最大的n分方式
振蕩無極限
這裡的pai是指180度吧,pai有兩個含義,一個是周長與直徑之比,一個是弧度單位,在弧度單位里1pai等於180度。若問sin(n)的最大值,最大值為一,若問n的最大值,n為90+180k(k趨向於正無窮)
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