Päevaülesanne

Juhuslik

Harjutuskomplekt

Balti Tee 2023 · Ülesanne 2

Algebra

Let a1,a2,…,a2023a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{2023} be positive real numbers with

a1+a22+a33+⋯+a20232023=2023a_{1}+a_{2}^{2}+a_{3}^{3}+\cdots+a_{2023}^{2023}=2023

Show that

a12023+a22022+⋯+a20222+a2023>1+12023.a_{1}^{2023}+a_{2}^{2022}+\cdots+a_{2022}^{2}+a_{2023}>1+\frac{1}{2023} .
Muuda valikut

Kui oled valmis

Ülevaatematerjal muutub kättesaadavaks järgmise päevaülesannete komplektiga.

Ülevaade

Teemad

Jadad ja rekurrentsid · Algebralised teisendused

Lahendused

Lahendus

Let us prove that conversely, the condition

a12023+a22022+⋯+a2023≤1+12023a_1^{2023} + a_2^{2022} + \dots + a_{2023} \le 1 + \frac{1}{2023}

implies that

S:=a1+a22+⋯+a20232023<2023.S := a_1 + a_2^2 + \dots + a_{2023}^{2023} < 2023.

This is trivial if all aia_i are less than 11. So suppose that there is an ii with ai≥1a_i \ge 1, clearly it is unique and ai<1+12023a_i < 1 + \frac{1}{2023}. Then we have

aii<(1+12023)2023=1+∑k=120231k!⋅20232023⋅20222023⋯⋅2023−k+12023<1+∑k=120231k!≤1+∑k=0202212k<3,\begin{aligned} a_i^i &< \left(1 + \frac{1}{2023}\right)^{2023} = 1 + \sum_{k=1}^{2023} \frac{1}{k!} \cdot \frac{2023}{2023} \cdot \frac{2022}{2023} \dots \cdot \frac{2023-k+1}{2023} \\ &< 1 + \sum_{k=1}^{2023} \frac{1}{k!} \le 1 + \sum_{k=0}^{2022} \frac{1}{2^k} < 3, \end{aligned} ∑k=1,k≠i1011akk≤1011and∑k=1012,k≠i2023akk≤∑k=1012,k≠i2023ak2024−k<12023.\sum_{\substack{k=1, \\ k \ne i}}^{1011} a_k^k \le 1011 \quad \text{and} \quad \sum_{\substack{k=1012, \\ k \ne i}}^{2023} a_k^k \le \sum_{\substack{k=1012, \\ k \ne i}}^{2023} a_k^{2024-k} < \frac{1}{2023}.

Hence we have

S=aii+∑k=1,k≠i1011akk+∑k=1012,k≠i2023akk<3+1011+12023<2023.S = a_i^i + \sum_{\substack{k=1, \\ k \ne i}}^{1011} a_k^k + \sum_{\substack{k=1012, \\ k \ne i}}^{2023} a_k^k < 3 + 1011 + \frac{1}{2023} < 2023.

Võistluse kontekst

Balti Tee tulemused 2023

10 võistkonda

Keskmine tulemus
0,6 / 5
4 või 5 punkti
1 / 10
Eesti
0 / 5

Punktijaotus

07
12
20
30
41
50
Kõigi võistkondade punktid
VõistkondPunktid
Germany1 / 5
Sweden1 / 5
Lithuania4 / 5
Poland0 / 5
Estonia0 / 5
Latvia0 / 5
Norway0 / 5
Denmark0 / 5
Finland0 / 5
Iceland0 / 5