Назад
Задача

По кругу расставлено не менее четырёх неотрицательных чисел, в сумме равных единице.

Докажите, что сумма всех попарных произведений соседних чисел не больше ¼.

Решение

  Мы должны доказать, что для любых  n ≥ 4  неотрицательных чисел a1, ..., an, сумма которых равна 1, выполнено неравенство

a1a2 + a2a3 + ... + an–1an + ana1 ≤ ¼.

  При чётном  n = 2m  это неравенство доказывается непосредственно: пусть  a1 + a3 + ... + a2m–1 = a;  тогда

a1a2 + a2a3 + ... + an–1an + ana1 ≤ (a1 + a3 + ... + a2m−1)(a2 + a4 + ... + a2m) = a(1 − a) ≤ ¼.

  Пусть n нечётно и ak – наименьшее из данных чисел. Можно считать, что  1 < k < n − 1  – это не ограничивает общности при  n ≥ 4.)  Положим  bi = аi  при  i = 1, ..., k − 1,  bk = ak + ak+1  и  bi = ai+1  при  i = k + 1, ..., n − 1.  Применяя уже доказанное неравенство к числам b1, ..., bn–1,  получим

a1a2 + ... + ak–2ak–1 + (ak–1 + ak+2)bk + ak+2ak+3 + ... + an–1an + ana1 ≤ ¼.

  Остаётся заметить, что  ak–1ak + akak+1 + ak+1ak+2ak–1ak + ak–1ak+1 + ak+1ak+2 ≤ (ak–1 + ak+2bk.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет