Задача
Дана невозрастающая последовательность чисел 1/2k = a1 ≥ a2 ≥ ... ≥ an ≥ ... > 0, a1 + a2 + ... + an + ... = 1.
Доказать, что найдутся k чисел, из которых самое маленькое больше половины самого большого.
Решение
Пусть, напротив, среди любых k чисел нашей последовательности наименьшее не больше половины наибольшего. Рассмотрим числа a1, a2, ..., ak. По условию, a1 – наибольшее среди них, ak – наименьшее; согласно сделанному предположению, ak ≤ ½ a1. Рассматривая числа ak, ak+1, ..., a2k–1, точно так же получим a2k–1 ≤ ½ ak ≤ ¼ a1. Продолжая далее, обнаружим, что an(k–1)+1 ≤ 2–na1. Рассмотрим теперь сумму
S1 = a1 + ak + a2k–1 + ... + an(k–1)+1 + ... . Вследствие полученных выше неравенств S1 ≤ a1(1 + 2–1 + 2–2 + ... + 2–n + ...) = 2a1. Отсюда следует, что
S2 = a2 + ak+1 + ... + an(k–1)+2 + ... ≤ 2a1, S3 = a3 + ak+2 + ... + an(k–1)+3 + ... ≤ 2a1, Sk–1 = ak–1 + a2k–2 + ... + an(k–1)+k–1 + ... ≤ 2a1 (так как каждому слагаемому в этих суммах соответствует не меньшее слагаемое в сумме S1). Суммируя полученные неравенства, имеем
S = S1 + S2 + ... + Sk–1 ≤ 2(k – 1)a1 = k–1/k < 1. В то же время S = S1 + S2 + ... + Sk–1 = а1 + а2 + ... + ak + ... = 1 по условию. Противоречие.
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь