Trước hết ta chứng minh bất đẳng thức tổng quát : với n là là số tự nhiên lớn hơn 1 thì :
\(2\sqrt{n-2< 1+1\sqrt{2}+1\sqrt{3}+....+1\sqrt{n}< 2\sqrt{n}-12n-2< 1+12+13+...+1n< 2n-1\left(\cdot\right)\left(\cdot\right)}\)Xét số hạng thứ kk trong dãy : (2 bé hơn hoặc k bé hơn hoặc bằng n ).(2 bé hơn hoặc bằng k bé hơn hoặc bằng n )
Ta có : \(1\sqrt{k>2\sqrt{k}+\sqrt{k}+1=2\left(\sqrt{k}+1-\sqrt{k}\right)1k>2k+k+1=2\left(k+1-k\right)v\text{à}}1\sqrt{k}< 2\sqrt{k}+\sqrt{k}-1=2\left(\sqrt{k}-\sqrt{k}-1\right)1k< 2k+k-1\)\(=2\left(k-k-1\right)\)
Do đó : \(1+1\sqrt{2}+...+1\sqrt{n}>2\left(\sqrt{2}-1+\sqrt{3}-\sqrt{2}+....+\sqrt{n}+1-\sqrt{n}\right)=2\left(\sqrt{n}+1-1\right)>2\sqrt{n}-21+12+.....+1n\)\(>2\left(2-1+3-2+...+n+1-n\right)=2\left(n+1-1\right)>2n-2v\text{à}1+1\sqrt{2}+.....+1\sqrt{n}< 1+2\left(\sqrt{2}-1+\sqrt{3}-\sqrt{2}+...+\sqrt{n}-\sqrt{n}-1\right)\)\(=1+2\left(\sqrt{n}-1\right)=2\sqrt{n}-11+12+...+1n< 1+2\left(2-1+3-2+...+n-n-1\right)=1+2\left(n-1\right)=2n-1\)Đến đây áp dụng (*)(*) với n=100n=100 thì 19<a<2019<a<20 nên a không phải là số tự nhiên
bào này mình làm hơi mệt đó , sao nó dài quá