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

Задача М1528

Условие задачи (1995, № 6) Задача М1528 // Квант. — 1995. — № 6. — Стр. 23—24; 1996. — № 3. — Стр. 28.

Найдите наибольшее значение $x_0$‍,‍ для которого существует последовательность положительных чисел $x_0$‍,$x_1$‍,$\ldots$‍,$x_{1995}$‍,‍ удовлетворяющая следующим двум условиям:

  1. $x_0=x_{1995}$‍;
  2. $x_{i-1}+\dfrac{2}{x_{i-1}}=2x_i+\dfrac{1}{x_i}$‍‍ для всех $i=1$‍,‍ 2, $\ldots$‍,‍ 1995.

Международная математическая олимпиада школьников (XXXVI)


Решение задачи (1996, № 3) Задача М1528 // Квант. — 1995. — № 6. — Стр. 23—24; 1996. — № 3. — Стр. 28.

Условие (ii) означает, что $x_i$‍‍ — один из двух корней квадратного уравнения $$ x^2-\left(\dfrac{x_{i-1}}{2}+\dfrac{1}{x_{i-1}}\right)x+\dfrac{1}{2}=0, $$ т.е. $x_i=\dfrac{x_{i-1}}{2}$‍‍ или $x_i=\dfrac{1}{x_{i-1}}$‍.‍ Собственно, это и есть основное соображение. Постараемся изложить остальную, техническую‚ часть решения наглядно.

Рисунок номер 1 Рисунок номер 2

Путь по табличке из двух рядов (рис. 1), состоящий из 1995 шагов, согласно условию (i), должен, начавшись в числе $x_0$‍,‍ окончиться на равном ему числе. Поскольку в каждом ряду числа различны, а из-за нёчетности 1995 путь не может быть замкнутым, $x_{1995}=x_0$‍‍ должно встретиться в нижнем ряду; более того, все числа в чёрных рамочках в верхнем ряду должны равняться числам в цветных рамочках в нижнем, а поскольку ряды растут в противоположные стороны и $x_0=2^k$‍‍ при некотором $k$‍,‍ то среди этих чисел должна встречаться единица, так что рисунок 1 превращается в рисунок 2 (здесь также сплошной стрелкой изображён шаг «деление пополам» и пунктиром — «обращение»). Ясно, что выгоднее всего взять $x_0=2^{997}$‍,‍ сделать 1994 шага вправо и единственным обращением вернуться к $x_0$‍;‍ при бóльших $x_0$‍‍ вернуться назад за 1995 шагов не удастся.

Й. Нотенбоом, Э. Лю


Метаданные Задача М1528 // Квант. — 1995. — № 6. — Стр. 23—24; 1996. — № 3. — Стр. 28.

Предмет
Математика
Решение
,
Номера

1995. — № 6. — Стр.  [условие]

1996. — № 3. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М1528 // Квант. — 1995. — № 6. — Стр. 23‍—‍24; 1996. — № 3. — Стр. 28.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m1528/