Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела многочлены
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#124303

Пусть P(x)  — приведённый многочлен степени n.  Ильнур посчитал его значения в n +1  различных целых точках. Докажите, что одно из полученных Ильнуром чисел по модулю хотя бы    n
n!∕2 .

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Вспомните интерполяционную формулу Лагранжа: P(x)=∑ P(xᵢ)·ℓᵢ(x), где ℓᵢ(x)=∏ (x−xⱼ)/(xᵢ−xⱼ) по всем j≠i. Посмотрите именно на старшие коэффициенты этих ℓᵢ(x).

Подсказка 2

У приведённого P старший коэффициент равен 1. В сумме он получается как ∑ P(xᵢ)/(∏(xᵢ−xⱼ) по всем j≠i). Значит, эта сумма равна 1. Какие оценки можно применить, если мы хотим оценить max|P(xᵢ)|?

Подсказка 3

Пусть S:=∑ 1/(∏|xᵢ−xⱼ| по всем j≠i). Тогда maxᵢ|P(xᵢ)| ≥ 1/S.

Подсказка 4

Чтобы оценить S, вспомните, что все xᵢ целые. Что тогда можно сказать про их разности?

Подсказка 5

Упорядочив xᵢ по возрастанию, получим, что |xᵢ−xⱼ| ≥ |i−j|. Тогда каждое слагаемое в S можно оценить сверху.

Подсказка 6

Тогда ∏|xᵢ−xⱼ| по всем j≠i не меньше, чем i!·(n−i)!; теперь в оценке далее можно собрать биномиальный коэффициент.

Показать доказательство

Рассмотрим интерполяционную формулу Лагранжа для P  на узлах x,...,x :
0     n

      ∑n                   ∏   x− xj
P (x)=    P(xi)ℓi(x),   ℓi(x)=      xi− xj.
      i=0                  0≤jj≤⁄=ni

Сравним коэффициенты при xn  в обеих частях. Поскольку P  приведённый, коэффициент при xn  слева равен 1.  У базисного многочлена ℓi(x)  старший коэффициент равен

∏---1----.
  (xi− xj)
j⁄=i

Следовательно,

   ∑n   P(xi)
1= i=0 ∏-(xi−-xj).
      j⁄=i
(1)

Переходя к модулям и применяя неравенство треугольника, получаем

   ∑n   |P(xi)|                ∑n    1
1≤    ∏-|xi− xj| ≤ (0 m≤aix≤n|P (xi)|)⋅ ∏-|xi−-xj|.
   i=0j⁄=i                    i=0 j⁄=i

Обозначим

    n
S :=∑ ∏---1----.
   i=0   |xi− xj|
      j⁄=i

Тогда

             1-
0m≤aix≤n|P(xi)| ≥ S.
(2)

Оценим S  сверху, используя лишь то, что xi  — попарно различные целые. Без ограничения общности упорядочим их по возрастанию: x0 < x1 < ...< xn.  Тогда для любого фиксированного i  и каждого j ⁄= i  выполнено неравенство

|xi− xj|≥|i− j|,

поскольку между xi  и xj  лежит не менее |i− j|− 1  целых точек и шаг по целым не меньше 1.  Следовательно,

∏           ∏        ( i−∏ 1    )(  n∏      )
   |xi− xj| ≥   |i− j| = ( (i− j))(    (j− i)) = i!(n− i)!.
j⁄=i         j⁄=i         j=0       j=i+1

Тем самым

   ∑n    1      1∑n     2n
S ≤   i!(n−-i)! = n!  Cin =-n!.
   i=0           i=0

Подставляя это в неравенство для максимума, получаем желаемую оценку

max |P(x )| ≥ 1 ≥ n!.
0≤i≤n   i    S    2n

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!