Question Number 162026 by mnjuly1970 last updated on 25/Dec/21
$$ \\ $$$$\:\:\:\:{prove}\:{that}…. \\ $$$$\: \\ $$$$\:\:\:\:\:\left(\:\mathrm{1}+\:\frac{\mathrm{1}}{{n}}\:\right)^{\:{n}} \:<\:{e}\:<\:\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\:\right)^{\:{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$
Answered by mindispower last updated on 25/Dec/21
$${not}\:{true} \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} <\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}} ,{n}>\mathrm{0} \\ $$
Commented by Ar Brandon last updated on 25/Dec/21
$${n}=\mathrm{1} \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{4} \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)^{\mathrm{1}} =\mathrm{2} \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} >\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}} \:\mathrm{for}\:{n}=\mathrm{1}>\mathrm{0} \\ $$
Answered by Ar Brandon last updated on 25/Dec/21
$$\mathrm{From}\:{e}^{{x}} \geqslant{x}+\mathrm{1}\:\forall{x}>\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{ln}{e}^{{x}} \geqslant\mathrm{ln}\left({x}+\mathrm{1}\right)\Rightarrow{x}\geqslant\mathrm{ln}\left({x}+\mathrm{1}\right) \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{{n}}\geqslant\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)\Rightarrow\mathrm{1}\geqslant{n}\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right) \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{1}\geqslant\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}} \Rightarrow{e}\geqslant\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}} …\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} \geqslant\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}+\mathrm{1}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} …\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} \geqslant\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{N}}\right)^{{N}} ={e}\:,\:{N}=\frac{\mathrm{1}}{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\left(\mathrm{1}\right)\:\mathrm{and}\:\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} \geqslant{e}\geqslant\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{n}}\right)^{{n}} \:\:\forall{n}\in\mathbb{N}^{+} \\ $$