Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела регион 11 класс
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#102026

По кругу расставлено 300  положительных чисел. Могло ли случиться так, что каждое из этих чисел, кроме одного, равно разности своих соседей?

Источники: Всеросс., 2015, РЭ, 11.7(см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте поймём, какое именно число не равно разности соседей. Очевидно, что наибольшее. Значит, все остальные равны разности соседей.

Подсказка 2

Также есть смысл рассмотреть наименьшее число и числа на двух дугах, концами которых являются наибольшее и наименьшее число. Что можно сказать про числа на каждой из дуг?

Подсказка 3

Верно, давайте попробуем доказать, что числа от наименьшего к наибольшему не убывают(а заодно вы получите ещё кое-какое соотношение). Какой самый простой для этого способ..? Конечно, индукция. Аналогичным образом получится результат для другой дуги. Попробуйте теперь воспользоваться полученными знаниями для получения противоречия.

Подсказка 4

У вас есть две последовательности чисел(пусть a_i и b_i) и рекуррентное соотношение на них. Попробуйте теперь доказать, что на самом деле a_i<b_i≤a_(i+1). Чем нам это поможет? А ведь мы ещё не пользовались всем условием. Что же не так с числом 300..?

Показать ответ и решение

Предположим, что требуемая расстановка существует. Ясно, что наибольшее из чисел не может равняться разности соседей; значит, каждое из остальных чисел равно разности соседей. В частности, наибольшее число встречается ровно один раз; обозначим его через m.

Пусть d  — одно из наименьших чисел в круге. Рассмотрим любую из двух дуг между d  и m;  пусть на ней стоят подряд числа d =a0,a1,...,ak = m.  Докажем индукцией по i= 0,1,...,k− 1,  что ai+1 ≥ ai.  В базовом случае i= 0  утверждение верно, ибо d  — наименьшее число. Для перехода от i− 1  к i  предположим, что i< k  и ai−1 ≤ai.  Тогда равенство ai = ai− 1− ai+1  невозможно, ибо ai+1 > 0,  и поэтому ai = ai+1 − ai−1.  Значит, ai+1 > ai,  что и доказывает переход индукции. Мы заодно показали, что ai+1 = ai+ ai−1  при всех i= 1,...,k− 1.

Аналогично, если на другой дуге между d  и m  стоят подряд числа d= b0,b1,...,bℓ = m,  то b0 ≤ b1 ≤ ...≤bℓ  и bi+1 = bi+bi−1  при всех i= 1,2,...,ℓ− 1.  Наконец, для числа a0 = b0 = d  условие задачи также должно выполняться, так что d= |a1 − b1|.  Без ограничения общности можно считать, что d= b1− a1;  тогда a2 = a0 +a1 = b1 > a1.

Продолжим теперь последовательности a0,a1,...  и b0,b1,...  согласно формулам ai+1 = ai+ai−1  и bi+1 = bi+ bi−1.  Докажем индукцией по i= 1,2,...  , что ai <bi ≤ ai+1.  При i=1  это уже доказано выше. При i=2  из соотношений b0 = a0 ≤a1 <b1 = a2  получаем

a2 = a1+a0 <b1+ b0 =b2 ≤ a2+ a1 =a3

Для перехода индукции предположим теперь, что i≥ 3,  и утверждение уже доказано для меньших значений I.  По предположению индукции, имеем

ai−2 < bi−2 ≤ ai−1 < bi−1 ≤ai

откуда

ai = ai− 1+ai−2 < bi−1+ bi−2 = bi ≤ai+ ai−1 =ai+1

что и требовалось.

Итак, мы получили, что

a0 =b0 ≤ a1 < b1 ≤a2 < b2 ≤ ...

Значит, равенство bℓ = ak  возможно лишь при k= ℓ+1;  но тогда общее количество чисел в круге равно k+ ℓ= 2ℓ+1,  что не может равняться 300.  Противоречие.

Ответ:

Не могло

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!