Тема . Классические неравенства

Неравенство КБШ для наборов, КБШ для дробей (неравенство Седракяна)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#75859

Найдите наибольшее вещественное a  такое, что для всех натуральных n ≥1  и всех вещественных чисел 0 =x  <x < x < ...< x
    0   1   2       n  выполнено неравенство

  1       1            1      ( 2   3       n+ 1)
x1−-x0 + x2− x1-+...+xn-− xn−1 ≥a x1 + x2 + ...+-xn

Источники: IMO Shortlist, 2016, A8

Показать ответ и решение

Сначала покажем, что при a= 4
   9  неравенство верно при любом выборе переменных. Для каждого 2≤ k≤n  по неравенству Коши-Буняковского-Шварца имеем

                ((k− 1)2     32   )          2
(xk− 1+(xk− xk− 1)) -xk−1- +xk-− xk−1 ≥(k− 1+ 3)

который можно переписать как

              2        2
---9----≥ (k+-2) − (k-− 1)
xk − xk−1   xk      xk− 1

Суммируя последние неравенства для k =2,3,...,n  и прибавляя к обеим частям 9-,
x1  имеем

  n∑ ----1---   ∑n k+-1  n2    ∑n k+-1
9k=1xk − xk−1 ≥ 4k=1 xk + xn > 4k=1 xk

Это показывает, что исходное неравенство справедливо для a= 49.

Теперь достаточно показать, что a= 49  — наибольшее среди всех возможных значений a.  Рассмотрим последовательность, определенную x0 = 0  и xk = xk−1+k(k+ 1)  для k≥ 1,  то есть xk = 13k(k +1)(k+ 2).  Тогда левая часть исходного неравенства равна

∑n --1---  ∑n (1   -1--)     -1--
k=1k(k +1) = k=1 k − k+ 1 = 1− n+ 1

а правая часть равна

  n∑  k+1     n∑    1     3 ∑n (1    1  )  3 (   1    1     1 )
a    -xk--= 3a    k(k+-2) = 2a   k − k+-2 = 2  1+ 2 − n+-1 − n-+2 a
  k=1         k=1           k=1

Когда n  стремится к бесконечности, левая часть стремится к 1,  а правая — к 9a.
4  Следовательно, a  должно быть не более 4.
9  Следовательно, наибольшее значение a  равно 4.
9

Ответ:

 4
9

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!