«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача М1075

Условие задачи (1987, № 11) Задача М1075 // Квант. — 1987. — № 11. — Стр. 22; 1988. — № 3. — Стр. 26—27.

Найдите наибольшее натуральное число, в десятичной записи которого каждая цифра (кроме крайних) строго меньше полусуммы двух соседних с ней цифр.

С. Е. Рукшин

Ленинградская городская математическая олимпиада (1987 год)


Решение задачи (1988, № 3) Задача М1075 // Квант. — 1987. — № 11. — Стр. 22; 1988. — № 3. — Стр. 26—27.

Ответ: 96433469. Пусть $a_1$‍,$a_2$‍,$\ldots$‍,$a_n$‍‍ — последовательные цифры числа $N$‍,‍ удовлетворяющего условию задачи. Рассмотрим разности соседних цифр $d_i=a_{i+1}-a_i$‍,$i=1$‍,$\ldots$‍,$n-1$‍.‍ Условие $a_i\lt\dfrac{a_{i-1}+a_{i+1}}{2}$‍‍ можно переписать в виде $a_i-a_{i-1}\lt a_{i+1}-a_i$‍,‍ или $d_{i-1}\le d_i-1$‍.‍ Пусть $a_{m-1}$‍‍ — наименьшая цифра числа $N$‍.‍ Можно считать, что $a_{m-1}\gt a_m$‍,$a_m\le a_{m+1}$‍,‍ т. е. $d_{m-1}\le-1$‍,$d_m\ge0$‍.‍ Тогда $d_{m-2}\le d_{m-1}-1\le-2$‍,$d_{m-3}\le-3$‍,$\ldots$‍,‍ а $d_{m+1}\ge d_m+1\ge1$‍,$d_{m+2}\ge2$‍,$d_{m+3}\ge3$‍,$\ldots$‍

Докажем, что $n\le m+4$‍.‍ Допустим, что это не так, тогда $$ a_{m+5}=a_{m+4}+d_{m+4}\ge a_{m+4}+4\ge a_{m+3}+3+4\ge\ldots\ge a_{m+1}+1+2+3+4\ge10, $$ но $a_{m+5}\le9$‍.‍ Аналогично доказывается, что $m\le4$‍‍ (в противном случае $$ a_{m-4}\ge a_{m-3}-a_{m-4}\ge a_{m-3}+4\ge\ldots\ge a_m+10). $$ Итак, $n\le8$‍,‍ причём если $n=8$‍,‍ то $m=4$‍.‍ Подставляя $m=4$‍‍ в оценки для $d_i$‍‍ и учитывая, что $a_1\le9$‍,$a_8\le9$‍,‍ получим: $$ \begin{gather*} a_2=a_1+d_1\le9-3=6,\quad a_3\le a_2-2\le4,\quad a_4\le a_3-1\le3;\\ a_7=a_8-d_7\le9-3=6,\quad a_6\le a_7-2\le4,\quad a_5\le a_6-1\le3. \end{gather*} $$ Следовательно, $N\le96433469$‍.

С. Е. Рукшин


Метаданные Задача М1075 // Квант. — 1987. — № 11. — Стр. 22; 1988. — № 3. — Стр. 26—27.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1987. — № 11. — Стр.  [условие]

1988. — № 3. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М1075 // Квант. — 1987. — № 11. — Стр. 22; 1988. — № 3. — Стр. 26‍—‍27.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m1075/