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

Задача М945

Условие задачи (1985, № 9) Задача М945 // Квант. — 1985. — № 9. — Стр. 36; 1986. — № 1. — Стр. 38.

Дана строго возрастающая неограниченная последовательность положительных чисел $a_1$‍,$a_2$‍,$\ldots$‍‍ Докажите, что для всех достаточно больших $k$‍‍ справедливо неравенство

  1. $\dfrac{a_1}{a_2}+\dfrac{a_2}{a_3}+\ldots+\dfrac{a_k}{a_{k+1}} \lt k-1$‍;
  2. $\dfrac{a_1}{a_2}+\dfrac{a_2}{a_3}+\ldots+\dfrac{a_k}{a_{k+1}} \lt k-1985$‍.

Л. Д. Курляндчик

Всесоюзная математическая олимпиада (1985 год)


Изображения страниц

Решение задачи (1986, № 1) Задача М945 // Квант. — 1985. — № 9. — Стр. 36; 1986. — № 1. — Стр. 38.

а), б) Положим $$ s_k=\dfrac{a_1}{a_2}+\dfrac{a_2}{a_3}+\ldots+\dfrac{a_k}{a_{k+1}}. $$ и докажем, что при любом достаточно большом $k$‍‍ $$ s_k\lt k-\dfrac12. $$ Поскольку последовательность $a_1$‍,$a_2$‍,$\ldots$‍‍ неограниченно возрастает, найдётся такое $K$‍,‍ что $\dfrac{a_1}{a_K}\lt\dfrac12$‍,‍ тогда при всех $k\ge K$‍‍ $$ \begin{gathered} k-s_k=\left(1-\dfrac{a_1}{a_2}\right)+\left(1-\dfrac{a_2}{a_3}\right)+\ldots+\left(1-\dfrac{a_k}{a_{k+1}}\right)\gt\\ \gt\dfrac{a_2-a_1}{a_{k+1}}+\dfrac{a_3-a_2}{a_{k+1}}+\ldots+\dfrac{a_{k+1}-a_k}{a_{k+1}} =1-\dfrac{a_1}{a_{k+1}}\gt1-\dfrac{a_1}{a_K}\gt\dfrac12. \end{gathered} $$ Применяя это утверждение к последовательности $a_{m+1}$‍,$a_{m+2}$‍,$\ldots$‍,‍ получим, что при всех достаточно больших $k$‍,$k\gt m$‍,‍ $$ s_k-s_m=\dfrac{a_{m+1}}{a_{m+2}}+\ldots+\dfrac{a_k}{a_{k+1}}\lt k-m-\dfrac12. $$ Выберем теперь такое $k_1$‍,‍ что $s_{k_1}\lt k_1-\dfrac12$‍,‍ затем $k_2\gt k_1$‍‍ так, что $s_{k_2}-s_{k_1}\lt k_2-k_1-\dfrac12$‍,‍ затем $k_3\gt k_2$‍‍ так, что $s_{k_3}-s_{k_2}\lt k_3-k_2-\dfrac12$‍,‍ и т. д. Тогда при любом $k\ge k_n$‍‍ $$ \begin{gathered} s_k=(s_k-s_{k_n})+(s_{k_n}-s_{k_{n-1}})+\ldots+(s_{k_2}-s_{k_1})\lt\\ \lt(k-k_n)+\left(k_n-k_{n-1}-\dfrac12\right)+\ldots+\left(k_2-k_1-\dfrac12\right)+k_1-\dfrac12 = k-\dfrac n2. \end{gathered} $$ Отсюда вытекают оба утверждения задачи: а) — при $n=2$‍,‍ б) — при $n=2\cdot1985$‍.

Л. Д. Курляндчик


Метаданные Задача М945 // Квант. — 1985. — № 9. — Стр. 36; 1986. — № 1. — Стр. 38.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1985. — № 9. — Стр.  [условие]

1986. — № 1. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М945 // Квант. — 1985. — № 9. — Стр. 36; 1986. — № 1. — Стр. 38.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m945/