- IV Интернет-олимпиада по математике/XIV тур Математического Марафона: 12↓
- XV тур математического марафона (12)→
- Вторая открытая Интернет-олимпиада по математике (9)→
- Третья Интернет-олимпиада по математике/XIII тур Математического Марафона (12)→
- Задачи конкурса Ponder This компании IBM (7)→
- Задачи областной олимпиады по математике 2010 (5)→
- Первая открытая Интернет-олимпиада по математике (9)→
- Задачи областной олимпиады по математике 2009 (5)→
- Как доказывать олимпиадные неравенства
- Задачи международного турнира
- XXI тур Математического Марафона
- Отбор на XVI Всеукраинский турнир - Часть 2
- Отбор на XVI Всеукраинский турнир - Часть 1
- Далеко, далеко, на лугу пасутся ко...
- Людоед и гномики
- Поиск фальшивой монеты
- Два парома
- Как вычислять бесконечные суммы: часть 1
- Вариации на тему игры Баше
- Мотоциклист, велосипедист и пешеход
- Утроение числа после перестановки цифр
- Как вычислять бесконечные суммы: часть 2
- Задача о поиске радиоактивных шаров
- Нестандартное решение задачи по теории вероятности
- Математические маневры
- Задача о двух мудрецах
- Ранжирование грузов по весу
======= 138 ========
ММ138 (6 баллов)
Доказать, что для любого натурального k найдутся натуральные a, n и g, такие что для всех i из {0,1,... ,k-1}
в системе счисления с основанием g+i, число a является n-i-значным.
===============
Решение
Приведу решение Владислава Франка.
Условие задачи равносильно следующему утверждению:
Попробуем подобрать
и
так, чтобы все выражения в левых (и правых) частях неравенства были очень близки друг к другу.
Для этого нужно, чтобы функция
была почти постоянна, а для этого ее производная
должна мало отличаться от нуля.
Для этого
должно быть близко к
. Выберем
и в качестве
возьмем
.
Тогда
. Значит функция убывает и принимает максимальное значение на границе интервала. Поэтому от всех оценок для
сверху достаточно оставить одну:
.
Аналогично, рассматривая нижние оценки, получаем:
и
.
Поэтому из всех оценок снизу достаточно взять
.
Докажем, что при больших
в интервале
найдется хотя бы одно натуральное число (оно-то и будет нашим
).
(Заодно мы докажем, что верхняя граница интервала действительно больше нижней.)
Достаточно доказать неравенство
. Тогда длина интервала будет велика и хотя бы одно число туда попадет.
Логарифмируем:
Как известно,
при малых
, поэтому достатчно будет доказать



Очевидно, это верно при больших
поскольку в правой части все слагаемые, кроме первого, стремятся к 0 с ростом
.
Остается взять подходящее
, по нему
и по ним
.<
Обсуждение
Приведу пример для
: Пусть
(в десятичной системе). Ниже приводится (обратная) запись
для систем с основаниями от 5 до 9:
Для больших значений
потребуются огромные
. Например, для
Сергей Половинкин нашел
порядка
. Похожие оценки получил и Алексей Волошин.
Награды
За правильное (более аккуратное, чем у ведущего) решение задачи ММ138 Дмитрий Пашуткин, Анатолий Казмерчук и Владислав Франк получают по 7 призовых баллов. Александр Ларин получает 6 призовых баллов, Алексей Волошин и Сергей Половинкин - по 4 призовых балла, Николай Дерюгин - 3 призовых балла.
Эстетическая оценка задачи 4.9 балла
Разбор задачи ММ138 подготовил Владимир Лецко
ММ138 (6 баллов)
Доказать, что для любого натурального k найдутся натуральные a, n и g, такие что для всех i из {0,1,... ,k-1}
в системе счисления с основанием g+i, число a является n-i-значным.
===============
Решение
Приведу решение Владислава Франка.
Условие задачи равносильно следующему утверждению:

Попробуем подобрать


Для этого нужно, чтобы функция


Для этого





Тогда





Поэтому из всех оценок снизу достаточно взять

Докажем, что при больших



(Заодно мы докажем, что верхняя граница интервала действительно больше нижней.)
Достаточно доказать неравенство

Логарифмируем:

-\ln g)-k\ln(g+k)+\ln g -\ln 2 > 0$ $\left[g\ln g\right](\ln(g+k)-\ln g)-k\ln(g+k)+\ln g -\ln 2 > 0$](/math/5db038cd56516584ecc98845cf754ae082.gif)
-k\ln(g+k)+\ln g -\ln 2 > 0$ $\left[g\ln g\right](\ln(1+\frac{k}{g})-k\ln(g+k)+\ln g -\ln 2 > 0$](/math/e9d934bd66a0fd6332fc8e46e96c766082.gif)
Как известно,





Очевидно, это верно при больших


Остается взять подходящее



Приведу пример для



Код:
5, [0, 0, 1, 0, 0, 1, 4, 0, 1, 0, 2, 1, 4, 2], 14
6, [2, 1, 2, 0, 2, 5, 3, 5, 5, 3, 3, 3, 1], 13
7, [1, 2, 1, 5, 1, 1, 6, 5, 2, 2, 5, 1], 12
8, [0, 2, 6, 5, 1, 0, 5, 6, 7, 1, 3], 11
9, [8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8], 10
6, [2, 1, 2, 0, 2, 5, 3, 5, 5, 3, 3, 3, 1], 13
7, [1, 2, 1, 5, 1, 1, 6, 5, 2, 2, 5, 1], 12
8, [0, 2, 6, 5, 1, 0, 5, 6, 7, 1, 3], 11
9, [8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8], 10
Для больших значений





Награды
За правильное (более аккуратное, чем у ведущего) решение задачи ММ138 Дмитрий Пашуткин, Анатолий Казмерчук и Владислав Франк получают по 7 призовых баллов. Александр Ларин получает 6 призовых баллов, Алексей Волошин и Сергей Половинкин - по 4 призовых балла, Николай Дерюгин - 3 призовых балла.
Эстетическая оценка задачи 4.9 балла
Разбор задачи ММ138 подготовил Владимир Лецко
Задайте вопрос на блоге о математике