Возрастающая с шагом ≤ 10: наибольшее среднее всех членов — задание 20 ЕГЭ по профильной математике

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

Пример 1

Про возрастающую последовательность из десяти различных натуральных чисел известно, что каждый член последовательности больше предыдущего не более чем на 10. Среднее арифметическое пяти первых членов равно 6, а среднее арифметическое шести последних членов равно 36.

а) Приведите пример такой последовательности, для которой среднее арифметическое четырёх первых членов равно 4,5.
б) Может ли в такой последовательности среднее арифметическое четырёх первых членов быть равно 5,5?
в) Найдите наибольшее возможное значение среднего арифметического всех членов такой последовательности.
Показать ответ
а) например, 3, 4, 5, 6, 12, 22, 32, 42, 52, 56 б) нет: тогда a₅ = 30 − 22 = 8, а из a₅ + … + a₁₀ = 216 и шага не больше 10 следует 6a₅ + 150 ≥ 216, то есть a₅ ≥ 11 в) 23,5; например, 3, 4, 5, 7, 11, 21, 31, 41, 51, 61
Решение
Сумма пяти первых членов равна 30, сумма шести последних — 216; общий у этих групп только член a5, поэтому сумма всех десяти членов равна 30 + 216 − a5 = 246 − a5. Кроме того a1 + a2 + a3 + a4 = 30 − a5.
Оценим a5 снизу. Каждый следующий член больше предыдущего не более чем на 10, поэтому a5₊ᵢ ≤ a5 + 10i и
216 = a5 + … + a10 ≤ 6a5 + 10·(1 + 2 + 3 + 4 + 5) = 6a5 + 150,
откуда a5 ≥ 11.
а) Среднее четырёх первых равно 4,5 ⟺ их сумма равна 18 ⟺ a5 = 30 − 18 = 12. Подходит 3, 4, 5, 6, 12, 22, 32, 42, 52, 56.
б) Среднее 5,5 означало бы сумму 22 и a5 = 8 < 11, что противоречит оценке. Ответ: нет.
в) Среднее всех членов равно (246 − a5)/10 и максимально при наименьшем a5 = 11. Тогда в неравенстве достигается равенство: шесть последних членов идут с шагом ровно 10 — 11, 21, 31, 41, 51, 61, а четыре первых дают сумму 19, например 3, 4, 5, 7. Среднее равно 235/10 = 23,5. Ответ: 23,5.

Пример 2

Про возрастающую последовательность из десяти различных натуральных чисел известно, что каждый член последовательности больше предыдущего не более чем на 10. Среднее арифметическое пяти первых членов равно 14, а среднее арифметическое шести последних членов равно 42.

а) Приведите пример такой последовательности, для которой среднее арифметическое четырёх первых членов равно 13.
б) Может ли в такой последовательности среднее арифметическое четырёх первых членов быть равно 14?
в) Найдите наибольшее возможное значение среднего арифметического всех членов такой последовательности.
Показать ответ
а) например, 11, 12, 14, 15, 18, 28, 38, 48, 58, 62 б) нет: тогда a₅ = 70 − 56 = 14, а из a₅ + … + a₁₀ = 252 и шага не больше 10 следует 6a₅ + 150 ≥ 252, то есть a₅ ≥ 17 в) 30,5; например, 11, 13, 14, 15, 17, 27, 37, 47, 57, 67
Решение
Сумма пяти первых членов равна 70, сумма шести последних — 252; общий у этих групп только член a5, поэтому сумма всех десяти членов равна 70 + 252 − a5 = 322 − a5. Кроме того a1 + a2 + a3 + a4 = 70 − a5.
Оценим a5 снизу. Каждый следующий член больше предыдущего не более чем на 10, поэтому a5₊ᵢ ≤ a5 + 10i и
252 = a5 + … + a10 ≤ 6a5 + 10·(1 + 2 + 3 + 4 + 5) = 6a5 + 150,
откуда a5 ≥ 17.
а) Среднее четырёх первых равно 13 ⟺ их сумма равна 52 ⟺ a5 = 70 − 52 = 18. Подходит 11, 12, 14, 15, 18, 28, 38, 48, 58, 62.
б) Среднее 14 означало бы сумму 56 и a5 = 14 < 17, что противоречит оценке. Ответ: нет.
в) Среднее всех членов равно (322 − a5)/10 и максимально при наименьшем a5 = 17. Тогда в неравенстве достигается равенство: шесть последних членов идут с шагом ровно 10 — 17, 27, 37, 47, 57, 67, а четыре первых дают сумму 53, например 11, 13, 14, 15. Среднее равно 305/10 = 30,5. Ответ: 30,5.

Пример 3

Про возрастающую последовательность из десяти различных натуральных чисел известно, что каждый член последовательности больше предыдущего не более чем на 10. Среднее арифметическое пяти первых членов равно 8, а среднее арифметическое шести последних членов равно 36.

а) Приведите пример такой последовательности, для которой среднее арифметическое четырёх первых членов равно 7.
б) Может ли в такой последовательности среднее арифметическое четырёх первых членов быть равно 8?
в) Найдите наибольшее возможное значение среднего арифметического всех членов такой последовательности.
Показать ответ
а) например, 5, 6, 8, 9, 12, 22, 32, 42, 52, 56 б) нет: тогда a₅ = 40 − 32 = 8, а из a₅ + … + a₁₀ = 216 и шага не больше 10 следует 6a₅ + 150 ≥ 216, то есть a₅ ≥ 11 в) 24,5; например, 5, 7, 8, 9, 11, 21, 31, 41, 51, 61
Решение
Сумма пяти первых членов равна 40, сумма шести последних — 216; общий у этих групп только член a5, поэтому сумма всех десяти членов равна 40 + 216 − a5 = 256 − a5. Кроме того a1 + a2 + a3 + a4 = 40 − a5.
Оценим a5 снизу. Каждый следующий член больше предыдущего не более чем на 10, поэтому a5₊ᵢ ≤ a5 + 10i и
216 = a5 + … + a10 ≤ 6a5 + 10·(1 + 2 + 3 + 4 + 5) = 6a5 + 150,
откуда a5 ≥ 11.
а) Среднее четырёх первых равно 7 ⟺ их сумма равна 28 ⟺ a5 = 40 − 28 = 12. Подходит 5, 6, 8, 9, 12, 22, 32, 42, 52, 56.
б) Среднее 8 означало бы сумму 32 и a5 = 8 < 11, что противоречит оценке. Ответ: нет.
в) Среднее всех членов равно (256 − a5)/10 и максимально при наименьшем a5 = 11. Тогда в неравенстве достигается равенство: шесть последних членов идут с шагом ровно 10 — 11, 21, 31, 41, 51, 61, а четыре первых дают сумму 29, например 5, 7, 8, 9. Среднее равно 245/10 = 24,5. Ответ: 24,5.

Пример 4

Про возрастающую последовательность из десяти различных натуральных чисел известно, что каждый член последовательности больше предыдущего не более чем на 10. Среднее арифметическое пяти первых членов равно 12, а среднее арифметическое шести последних членов равно 40.

а) Приведите пример такой последовательности, для которой среднее арифметическое четырёх первых членов равно 11.
б) Может ли в такой последовательности среднее арифметическое четырёх первых членов быть равно 12?
в) Найдите наибольшее возможное значение среднего арифметического всех членов такой последовательности.
Показать ответ
а) например, 9, 10, 12, 13, 16, 26, 36, 46, 56, 60 б) нет: тогда a₅ = 60 − 48 = 12, а из a₅ + … + a₁₀ = 240 и шага не больше 10 следует 6a₅ + 150 ≥ 240, то есть a₅ ≥ 15 в) 28,5; например, 9, 11, 12, 13, 15, 25, 35, 45, 55, 65
Решение
Сумма пяти первых членов равна 60, сумма шести последних — 240; общий у этих групп только член a5, поэтому сумма всех десяти членов равна 60 + 240 − a5 = 300 − a5. Кроме того a1 + a2 + a3 + a4 = 60 − a5.
Оценим a5 снизу. Каждый следующий член больше предыдущего не более чем на 10, поэтому a5₊ᵢ ≤ a5 + 10i и
240 = a5 + … + a10 ≤ 6a5 + 10·(1 + 2 + 3 + 4 + 5) = 6a5 + 150,
откуда a5 ≥ 15.
а) Среднее четырёх первых равно 11 ⟺ их сумма равна 44 ⟺ a5 = 60 − 44 = 16. Подходит 9, 10, 12, 13, 16, 26, 36, 46, 56, 60.
б) Среднее 12 означало бы сумму 48 и a5 = 12 < 15, что противоречит оценке. Ответ: нет.
в) Среднее всех членов равно (300 − a5)/10 и максимально при наименьшем a5 = 15. Тогда в неравенстве достигается равенство: шесть последних членов идут с шагом ровно 10 — 15, 25, 35, 45, 55, 65, а четыре первых дают сумму 45, например 9, 11, 12, 13. Среднее равно 285/10 = 28,5. Ответ: 28,5.

Пример 5

Про возрастающую последовательность из десяти различных натуральных чисел известно, что каждый член последовательности больше предыдущего не более чем на 10. Среднее арифметическое пяти первых членов равно 8, а среднее арифметическое шести последних членов равно 40.

а) Приведите пример такой последовательности, для которой среднее арифметическое четырёх первых членов равно 6.
б) Может ли в такой последовательности среднее арифметическое четырёх первых членов быть равно 7?
в) Найдите наибольшее возможное значение среднего арифметического всех членов такой последовательности.
Показать ответ
а) например, 4, 5, 7, 8, 16, 26, 36, 46, 56, 60 б) нет: тогда a₅ = 40 − 28 = 12, а из a₅ + … + a₁₀ = 240 и шага не больше 10 следует 6a₅ + 150 ≥ 240, то есть a₅ ≥ 15 в) 26,5; например, 4, 6, 7, 8, 15, 25, 35, 45, 55, 65
Решение
Сумма пяти первых членов равна 40, сумма шести последних — 240; общий у этих групп только член a5, поэтому сумма всех десяти членов равна 40 + 240 − a5 = 280 − a5. Кроме того a1 + a2 + a3 + a4 = 40 − a5.
Оценим a5 снизу. Каждый следующий член больше предыдущего не более чем на 10, поэтому a5₊ᵢ ≤ a5 + 10i и
240 = a5 + … + a10 ≤ 6a5 + 10·(1 + 2 + 3 + 4 + 5) = 6a5 + 150,
откуда a5 ≥ 15.
а) Среднее четырёх первых равно 6 ⟺ их сумма равна 24 ⟺ a5 = 40 − 24 = 16. Подходит 4, 5, 7, 8, 16, 26, 36, 46, 56, 60.
б) Среднее 7 означало бы сумму 28 и a5 = 12 < 15, что противоречит оценке. Ответ: нет.
в) Среднее всех членов равно (280 − a5)/10 и максимально при наименьшем a5 = 15. Тогда в неравенстве достигается равенство: шесть последних членов идут с шагом ровно 10 — 15, 25, 35, 45, 55, 65, а четыре первых дают сумму 25, например 4, 6, 7, 8. Среднее равно 265/10 = 26,5. Ответ: 26,5.

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.