Концы нулевые: наименьший второй член — задание 20 ЕГЭ по профильной математике

Последовательности с рекуррентным ограничением. 5 примера с ответом и проверкой.

Пример 1

В последовательности из 100 целых чисел каждое число (кроме первого и последнего) больше среднего арифметического соседних чисел. Первый и последний члены последовательности равны 0.

а) Может ли второй член такой последовательности быть отрицательным?
б) Может ли второй член такой последовательности быть равным 20?
в) Найдите наименьшее значение второго члена такой последовательности.
Показать ответ
а) нет: разности соседних членов строго убывают, поэтому при неположительной первой разности все следующие отрицательны и сумма разностей была бы меньше нуля, а она равна 0 б) нет: из dᵢ ≤ d₁ − (i − 1) следует 0 = Σdᵢ ≤ 99d₁ − 4851, то есть d₁ ≥ 49 > 20 в) 49; например, aₖ = (k − 1)(100 − k)/2, то есть 0, 49, 97, 144, …, 97, 49, 0
Решение
Обозначим dᵢ = aᵢ₊1 − aᵢ. Условие 2aᵢ > aᵢ₋1 + aᵢ₊1 равносильно dᵢ₋1 > dᵢ: разности строго убывают. Крайние члены равны нулю, поэтому d1 + d2 + … + dₙ₋1 = a100 − a1 = 0, а второй член равен d1.
а) Если d1 ≤ 0, то d2 < d1 ≤ 0 и все последующие разности отрицательны, значит сумма всех разностей отрицательна — противоречие. Поэтому d1 ≥ 1. Ответ: нет.
б) Разности целые и строго убывают, поэтому dᵢ ≤ d1 − (i − 1) и
0 = d1 + … + dₙ₋1 ≤ 99d1 − (1 + 2 + … + 98) = 99d1 − 4851,
откуда d1 ≥ 4851/99 = 49. Значение 20 меньше 49. Ответ: нет.
в) Итак, второй член не меньше 49. Равенство возможно, только когда все разности убывают ровно на единицу: dᵢ = 49 − (i − 1). Тогда aₖ = (k − 1)(100 − k)/2 — числа целые, потому что 100 чётно, крайние равны нулю, а второй член равен 49. Ответ: 49.

Пример 2

В последовательности из 100 целых чисел каждое число (кроме первого и последнего) больше среднего арифметического соседних чисел. Первый и последний члены последовательности равны 0.

а) Может ли второй член такой последовательности быть отрицательным?
б) Может ли второй член такой последовательности быть равным 10?
в) Найдите наименьшее значение второго члена такой последовательности.
Показать ответ
а) нет: разности соседних членов строго убывают, поэтому при неположительной первой разности все следующие отрицательны и сумма разностей была бы меньше нуля, а она равна 0 б) нет: из dᵢ ≤ d₁ − (i − 1) следует 0 = Σdᵢ ≤ 99d₁ − 4851, то есть d₁ ≥ 49 > 10 в) 49; например, aₖ = (k − 1)(100 − k)/2, то есть 0, 49, 97, 144, …, 97, 49, 0
Решение
Обозначим dᵢ = aᵢ₊1 − aᵢ. Условие 2aᵢ > aᵢ₋1 + aᵢ₊1 равносильно dᵢ₋1 > dᵢ: разности строго убывают. Крайние члены равны нулю, поэтому d1 + d2 + … + dₙ₋1 = a100 − a1 = 0, а второй член равен d1.
а) Если d1 ≤ 0, то d2 < d1 ≤ 0 и все последующие разности отрицательны, значит сумма всех разностей отрицательна — противоречие. Поэтому d1 ≥ 1. Ответ: нет.
б) Разности целые и строго убывают, поэтому dᵢ ≤ d1 − (i − 1) и
0 = d1 + … + dₙ₋1 ≤ 99d1 − (1 + 2 + … + 98) = 99d1 − 4851,
откуда d1 ≥ 4851/99 = 49. Значение 10 меньше 49. Ответ: нет.
в) Итак, второй член не меньше 49. Равенство возможно, только когда все разности убывают ровно на единицу: dᵢ = 49 − (i − 1). Тогда aₖ = (k − 1)(100 − k)/2 — числа целые, потому что 100 чётно, крайние равны нулю, а второй член равен 49. Ответ: 49.

Пример 3

В последовательности из 80 целых чисел каждое число (кроме первого и последнего) больше среднего арифметического соседних чисел. Первый и последний члены последовательности равны 0.

а) Может ли второй член такой последовательности быть отрицательным?
б) Может ли второй член такой последовательности быть равным 30?
в) Найдите наименьшее значение второго члена такой последовательности.
Показать ответ
а) нет: разности соседних членов строго убывают, поэтому при неположительной первой разности все следующие отрицательны и сумма разностей была бы меньше нуля, а она равна 0 б) нет: из dᵢ ≤ d₁ − (i − 1) следует 0 = Σdᵢ ≤ 79d₁ − 3081, то есть d₁ ≥ 39 > 30 в) 39; например, aₖ = (k − 1)(80 − k)/2, то есть 0, 39, 77, 114, …, 77, 39, 0
Решение
Обозначим dᵢ = aᵢ₊1 − aᵢ. Условие 2aᵢ > aᵢ₋1 + aᵢ₊1 равносильно dᵢ₋1 > dᵢ: разности строго убывают. Крайние члены равны нулю, поэтому d1 + d2 + … + dₙ₋1 = a80 − a1 = 0, а второй член равен d1.
а) Если d1 ≤ 0, то d2 < d1 ≤ 0 и все последующие разности отрицательны, значит сумма всех разностей отрицательна — противоречие. Поэтому d1 ≥ 1. Ответ: нет.
б) Разности целые и строго убывают, поэтому dᵢ ≤ d1 − (i − 1) и
0 = d1 + … + dₙ₋1 ≤ 79d1 − (1 + 2 + … + 78) = 79d1 − 3081,
откуда d1 ≥ 3081/79 = 39. Значение 30 меньше 39. Ответ: нет.
в) Итак, второй член не меньше 39. Равенство возможно, только когда все разности убывают ровно на единицу: dᵢ = 39 − (i − 1). Тогда aₖ = (k − 1)(80 − k)/2 — числа целые, потому что 80 чётно, крайние равны нулю, а второй член равен 39. Ответ: 39.

Пример 4

В последовательности из 80 целых чисел каждое число (кроме первого и последнего) больше среднего арифметического соседних чисел. Первый и последний члены последовательности равны 0.

а) Может ли второй член такой последовательности быть отрицательным?
б) Может ли второй член такой последовательности быть равным 20?
в) Найдите наименьшее значение второго члена такой последовательности.
Показать ответ
а) нет: разности соседних членов строго убывают, поэтому при неположительной первой разности все следующие отрицательны и сумма разностей была бы меньше нуля, а она равна 0 б) нет: из dᵢ ≤ d₁ − (i − 1) следует 0 = Σdᵢ ≤ 79d₁ − 3081, то есть d₁ ≥ 39 > 20 в) 39; например, aₖ = (k − 1)(80 − k)/2, то есть 0, 39, 77, 114, …, 77, 39, 0
Решение
Обозначим dᵢ = aᵢ₊1 − aᵢ. Условие 2aᵢ > aᵢ₋1 + aᵢ₊1 равносильно dᵢ₋1 > dᵢ: разности строго убывают. Крайние члены равны нулю, поэтому d1 + d2 + … + dₙ₋1 = a80 − a1 = 0, а второй член равен d1.
а) Если d1 ≤ 0, то d2 < d1 ≤ 0 и все последующие разности отрицательны, значит сумма всех разностей отрицательна — противоречие. Поэтому d1 ≥ 1. Ответ: нет.
б) Разности целые и строго убывают, поэтому dᵢ ≤ d1 − (i − 1) и
0 = d1 + … + dₙ₋1 ≤ 79d1 − (1 + 2 + … + 78) = 79d1 − 3081,
откуда d1 ≥ 3081/79 = 39. Значение 20 меньше 39. Ответ: нет.
в) Итак, второй член не меньше 39. Равенство возможно, только когда все разности убывают ровно на единицу: dᵢ = 39 − (i − 1). Тогда aₖ = (k − 1)(80 − k)/2 — числа целые, потому что 80 чётно, крайние равны нулю, а второй член равен 39. Ответ: 39.

Пример 5

В последовательности из 80 целых чисел каждое число (кроме первого и последнего) больше среднего арифметического соседних чисел. Первый и последний члены последовательности равны 0.

а) Может ли второй член такой последовательности быть отрицательным?
б) Может ли второй член такой последовательности быть равным 25?
в) Найдите наименьшее значение второго члена такой последовательности.
Показать ответ
а) нет: разности соседних членов строго убывают, поэтому при неположительной первой разности все следующие отрицательны и сумма разностей была бы меньше нуля, а она равна 0 б) нет: из dᵢ ≤ d₁ − (i − 1) следует 0 = Σdᵢ ≤ 79d₁ − 3081, то есть d₁ ≥ 39 > 25 в) 39; например, aₖ = (k − 1)(80 − k)/2, то есть 0, 39, 77, 114, …, 77, 39, 0
Решение
Обозначим dᵢ = aᵢ₊1 − aᵢ. Условие 2aᵢ > aᵢ₋1 + aᵢ₊1 равносильно dᵢ₋1 > dᵢ: разности строго убывают. Крайние члены равны нулю, поэтому d1 + d2 + … + dₙ₋1 = a80 − a1 = 0, а второй член равен d1.
а) Если d1 ≤ 0, то d2 < d1 ≤ 0 и все последующие разности отрицательны, значит сумма всех разностей отрицательна — противоречие. Поэтому d1 ≥ 1. Ответ: нет.
б) Разности целые и строго убывают, поэтому dᵢ ≤ d1 − (i − 1) и
0 = d1 + … + dₙ₋1 ≤ 79d1 − (1 + 2 + … + 78) = 79d1 − 3081,
откуда d1 ≥ 3081/79 = 39. Значение 25 меньше 39. Ответ: нет.
в) Итак, второй член не меньше 39. Равенство возможно, только когда все разности убывают ровно на единицу: dᵢ = 39 − (i − 1). Тогда aₖ = (k − 1)(80 − k)/2 — числа целые, потому что 80 чётно, крайние равны нулю, а второй член равен 39. Ответ: 39.

Другие темы задания №20

Нужен репетитор по математике?

Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.

Репетиторы по математике

Подбор репетитора

Напишите, что нужно, — команда Precettore подберёт репетитора и свяжется с вами.

Готовьтесь к ЕГЭ по профильной математике в Precettore

Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.