設 S=5+6+7+8+9+10+11+12+13(共9項),分別證明 S<27 與 S>26,即可得整數部分為 26。
上界(S<27):由 Cauchy-Schwarz 不等式
S=∑n=5131⋅n≤9⋅∑n=513n=9×81=729=27
(利用 ∑n=513n=2(5+13)×9=81)。等號成立條件是所有 n 相等,但 5,…,13 互不相同,故不等式為嚴格不等式:S<27。
下界(S>26):利用逐項有理下界
對每個 m2≤n<(m+1)2,令 k=n−m2,則有嚴格不等式(k>0 時)
n>m+2m+1k
(證明:只需驗證 (m+2m+1k)2<n,展開化簡後等價於 2m+12mk+(2m+1)2k2<k,兩邊除以 k>0 化簡為 k<2m+1,而由 n<(m+1)2 知 k=n−m2≤2m<2m+1,成立。)
逐項代入 n=5,…,13(n=9 恰為完全平方,9=3 為精確值):
n=5(m=2,k=1): 2.2,n=6(k=2): 2.4,n=7(k=3): 2.6,n=8(k=4): 2.8
n=9: 3,n=10(m=3,k=1): 3+71≈3.1429,n=11(k=2): 3+72≈3.2857
n=12(k=3): 3+73≈3.4286,n=13(k=4): 3+74≈3.5714
加總下界:2.2+2.4+2.6+2.8+3+3.1429+3.2857+3.4286+3.5714≈26.4286>26,故 S>26.4286>26。
結論: 26<S<27,因此 S 的整數部分為 26。