сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 6781
i

Дана воз­рас­та­ю­щая по­сле­до­ва­тель­ность по­ло­жи­тель­ных чисел

... мень­ше a_ минус 2 мень­ше a_ минус 1 мень­ше a_0 мень­ше a_1 мень­ше a_2 мень­ше ...,

бес­ко­неч­ная в обе сто­ро­ны. Пусть bk  — наи­мень­шее целое число со свой­ством: от­но­ше­ние суммы любых k под­ряд иду­щих чле­нов дан­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти к наи­боль­ше­му из этих k чле­нов не пре­вы­ша­ет bk. До­ка­жи­те, что по­сле­до­ва­тель­ность b_1, b_2, b_3, ... либо сов­па­да­ет с на­ту­раль­ным рядом 1, 2, 3, ..., либо с не­ко­то­ро­го мо­мен­та по­сто­ян­на.

 

(Иван Мит­ро­фа­нов)

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

(A. Ша­по­ва­лов) Оче­вид­но, что b_1=1, а при k боль­ше 1 от­но­ше­ние из усло­вия мень­ше k, по­это­му b_k мень­ше или равно k при всех k . Если по­сле­до­ва­тель­ность b_1, b_2, b_3, \ldots не сов­па­да­ет с на­ту­раль­ным рядом, то b_k плюс 1 мень­ше или равно k при не­ко­то­ром k. Тогда

a_i плюс a_i плюс 1 плюс \ldots плюс a_i плюс k мень­ше или равно k умно­жить на a_i плюс k

для каж­до­го це­ло­го i, от­ку­да  левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка a_i мень­ше k умно­жить на a_i плюс k, то есть  дробь: чис­ли­тель: a_i, зна­ме­на­тель: a_i плюс k конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: k, зна­ме­на­тель: k плюс 1 конец дроби . Обо­зна­чим t= дробь: чис­ли­тель: k, зна­ме­на­тель: k плюс 1 конец дроби мень­ше 1. Чтобы оце­нить свер­ху про­из­воль­ное b_n плюс 1, оце­ним свер­ху

 дробь: чис­ли­тель: a_i плюс a_i плюс 1 плюс \ldots плюс a_i плюс n, зна­ме­на­тель: a_i плюс n конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a_i, зна­ме­на­тель: a_i плюс n конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: a_i плюс 1, зна­ме­на­тель: a_i плюс n конец дроби плюс \ldots плюс дробь: чис­ли­тель: a_i плюс n, зна­ме­на­тель: a_i плюс n конец дроби . \qquad левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

Раз­де­лив n на k с остат­ком, n=k q плюс r, по­лу­ча­ем тогда для пер­во­го сла­га­е­мо­го:

 дробь: чис­ли­тель: a_i, зна­ме­на­тель: a_i плюс n конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a_i, зна­ме­на­тель: a_i плюс k конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a_i плюс k, зна­ме­на­тель: a_i плюс 2 k конец дроби умно­жить на \ldots умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a_i плюс левая круг­лая скоб­ка q минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка k, зна­ме­на­тель: a_i плюс q k конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a_i плюс q k, зна­ме­на­тель: a_i плюс n конец дроби мень­ше t умно­жить на t умно­жить на \ldots умно­жить на t умно­жить на 1=t в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка q пра­вая круг­лая скоб­ка .

Ана­ло­гич­но за­пи­сы­ва­ем и оце­ни­ва­ем вто­рое сла­га­е­мое, и т. д. Ясно, что не более k под­ряд иду­щих сла­га­е­мых в (*) мы оце­ним свер­ху чис­лом t в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка q пра­вая круг­лая скоб­ка , не более k под­ряд иду­щих сла­га­е­мых  — чис­лом t в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка q минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , и так далее, от­ку­да левая часть не­ра­вен­ства (*) не пре­вос­хо­дит

k умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 1 плюс t плюс t в квад­ра­те плюс \ldots пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: k, зна­ме­на­тель: 1 минус t конец дроби =k левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Это зна­чит, что все b_1, b_2, b_3, \ldots не пре­вос­хо­дят k левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . По­сколь­ку по­сле­до­ва­тель­ность b_1, b_2, b_3, \ldots, оче­вид­но, не убы­ва­ет, то она ста­би­ли­зи­ру­ет­ся на числе, не боль­шем k левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .