Задача № 1669079, 10, 11 классы2 / 5

Существование натурального n для произвольных x и y

Существует ли такое натуральное nn, что для любых вещественных чисел xx и yy найдутся вещественные числа a1,…,ana_1, \ldots, a_n, удовлетворяющие равенствам x=a1+…+anиy=1a1+…+1an?x = a_1 + \ldots + a_n\quad \text{и} \quad y = \frac{1}{a_1}+ \ldots + \frac{1}{a_n}?

Показать ответ

Существует.

Разобрать решение

Решение 1:Докажем, что подходит n=6n=6. Предварительно заметим, что любую пару (0,y)(0,y) с ненулевым yy можно получить так: 0=32y+32y−3y0=\frac3{2y}+\frac3{2y}-\frac3y, y=2y3+2y3−y3y=\frac{2y}3+\frac{2y}3-\frac{y}3. Аналогично можно получить любую пару (x,0)(x,0) с ненулевым xx. Тогда любую пару (x,y)(x,y) с отличными от нуля xx и yy можно получить как «сумму» двух рассмотренных выше пар. Пару (x,0)(x, 0) можно получить как сумму двух пар (x2,0)(\frac{x}2, 0), аналогично можно получить пару (0,y)(0,y), а пару (0,0)(0,0) – как 1+1+1−1−1−11+1+1-1-1-1.

Решение 2: Докажем, что подходит n=4n=4. Заметим, что если мы зафиксируем положительное число kk и рассмотрим все возможные пары положительных чисел aa, bb с суммой kk, то множество значений выражения 1a+1b\frac1a+\frac1b – это луч [4k;+∞)[\frac4k;+\infty) (проверьте это, записав сумму в виде 1a+1k−a=ka(k−a)\frac1a+\frac1{k-a}=\frac{k}{a(k-a)}).

Тогда для данных xx и yy выберем положительные суммы a+ba+b и c+dc+d так, что a+b−c−d=xa+b-c-d=x (сами числа aa, bb, cc, dd пока не фиксируем).

Поскольку выражения 1a+1b\frac1a+\frac1b и 1c+1d\frac1c+\frac1d, по сказанному выше, принимают все достаточно большие значения, можно подобрать положительные aa, bb, cc, dd так, чтобы разность этих выражений равнялась yy.

Обсуждение

0

Комментариев пока нет.

Чтобы оставить комментарий, войдите в аккаунт.

Версии задачи

Выберите доступную версию задачи. Текущая версия отмечена в списке.

Сообщить об ошибке

Опишите неточность в условии, ответе или решении задачи № 166907.

Старый дизайн