Gönderen Konu: 2004 Antalya Matematik Olimpiyatı 2. Aşama Lise 2 Soru 5  (Okunma sayısı 3013 defa)

Çevrimdışı matematikolimpiyati

  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.648
  • Karma: +8/-0
2004 Antalya Matematik Olimpiyatı 2. Aşama Lise 2 Soru 5
« : Haziran 25, 2023, 05:17:48 ös »
a) $a_0,a_1,...,a_{99},a_{100}$ pozitif sayılar olsun. $a_0=1$ ve $a_{100} \leq \dfrac{1}{2^{100}}$ ise,
$$\dfrac{a_0^2}{a_1}+\dfrac{a_1^2}{a_2}+...+\dfrac{a_{99}^2}{a_{100}} \geq 4 \left ( 1- \dfrac{1}{2^{100}} \right)$$
eşitsizliğinin sağlandığını gösteriniz.

b) $a_0=1$ ve $a_{100}=\dfrac{1}{2^{100}}$ olmak üzere,
$$\dfrac{a_0^2}{a_1}+\dfrac{a_1^2}{a_2}+...+\dfrac{a_{99}^2}{a_{100}} = 4 \left ( 1- \dfrac{1}{2^{100}} \right)$$
eşitliğini sağlayan pozitif $a_1,a_2,...,a_{99}$ sayıları bulunuz.

Çevrimdışı Metin Can Aydemir

  • G.O Genel Moderator
  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.507
  • Karma: +15/-0
Ynt: 2004 Antalya Matematik Olimpiyatı 2. Aşama Lise 2 Soru 5
« Yanıtla #1 : Ağustos 15, 2023, 09:21:32 öö »
Cauchy-Schwarz eşitsizliğinin bir uygulaması olan Sedrakyan lemmasını, veya Türkiye'de bilinen adıyla faydalı eşitsizliği uygularsak, $$\dfrac{a_0^2}{a_1}+\dfrac{a_1^2}{a_2}+...+\dfrac{a_{99}^2}{a_{100}} \geq \frac{(a_0+a_1+\cdots+a_{99})^2}{a_1+a_2+\cdots+a_{100}}$$ olacaktır. $a_1+a_2+\cdots+a_{99}=A>0$ dersek, ispatlamamız gereken eşitsizlik $$\frac{(A+1)^2}{A+a_{100}}\geq \frac{(A+1)^2}{A+\frac{1}{2^{100}}}\geq 4\left(1-\frac{1}{2^{100}}\right)$$ haline gelir. $$\frac{(A+1)^2}{A+\frac{1}{2^{100}}}\geq 4\left(1-\frac{1}{2^{100}}\right)\iff (A+1)^2\geq 4(1-2^{-100})(A+2^{-100})$$ $$\iff A^2+2(2^{-99}-1)A+1-2^{-98}+2^{-198}=(A+2^{-99}-1)^2\geq 0$$ olur ve doğrudur. Dolayısıyla ana eşitsizlik de doğrudur.

b şıkkı için eşitlik durumunun sağlanması için $A=1-2^{-99}$ olmalıdır. Ayrıca baştaki Sedrakyan lemmasının da eşitlik durumu sağlanmalıdır. Yani oranlar eşit olmalıdır, dolayısıyla $$\frac{a_0}{a_1}=\frac{a_1}{a_2}=\cdots=\frac{a_{99}}{a_{100}}=k\implies \frac{a_0}{a_1}\cdot\frac{a_1}{a_2}\cdots\frac{a_{99}}{a_{100}}=\frac{a_0}{a_{100}}=2^{100}=k^{100}\implies k=2$$ olacaktır. Dolayısıyla $i=1,2,\dots,99$ için $a_i=2^{-i}$ olacaktır. Aradığımız sayılar $$\boxed{(a_0,a_1,a_2,\dots,a_{100})=(1,2^{-1},2^{-2},\dots, 2^{-100})}$$ olacaktır.
Gerçek hikayeler aslında söylenmeyenlerdir.

 


Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 
SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal