Конечная возрастающая последовательность $a_1,a_2,...,a_n$ состоит из $n\geqslant3$ натуральных чисел, причём при всех натуральных $k меньше или = n - 2$ выполнено равенство $3a_k + 2=5a_k + 1 - 2a_k$
а) Приведите пример такой последовательности при n = 4.
б) Может ли в такой последовательности при некотором $n\geqslant3$ выполняться равенство $a_n=3a_2 - 2a_1?$
в) Какое наименьшее значение может принимать a1, если an = 667?
а) Приведите пример такой последовательности при n = 4.
б) Может ли в такой последовательности при некотором $n\geqslant3$ выполняться равенство $a_n=3a_2 - 2a_1?$
в) Какое наименьшее значение может принимать a1, если an = 667?
💡 Пошаговый разбор и решение:
а) Например, 9, 18, 24, 28.
б) Поскольку $a_k + 2=a_k + 1 + $\frac{2}{3}$ ( a_k + 1 - a_k )$ числа $a_k + 1$ и ak дают одинаковые остатки при делении на 3. Значит, все члены последовательности (кроме, может быть, последнего — он не нужен для дальнейших вычислений) дают одинаковые остатки от деления на 3. Будем сразу считать, что если такое возможно, то an — последний член последовательности (выкинем остальные). Тогда $a_n=3 ( a_2 - a_1 ) + a_1$ поэтому и оно дает тот же остаток при делении на 3.
Заметим, что если вычесть из всех членов последовательности одно и то же число, то соотношение $a_k + 2=a_k + 1 + $\frac{2}{3}$ ( a_k + 1 - a_k )$ эквивалентное соотношению из условия, останется верным и для новой последовательности, а соотношение $a_n=3a_2 - 2a_1$ будет выполнено, если было выполнено ранее. Вычтем тогда из всех членов последовательности $a_1$ Теперь мы можем считать, что $a_1=0$ а остальные члены последовательности — натуральные числа. Значит, они все делятся на 3. Поделим. Опять же соотношение из условия будет выполнено и для новой последовательности, а соотношение $a_n=3a_2 - 2a_1$ будет выполнено, если было выполнено ранее. Значит, все ее члены опять делятся на 3. Поделим. Поскольку этот процесс можно продолжать бесконечно, все члены нашей последовательности делятся на любую степень тройки, что невозможно, для отличных от нуля чисел.
в) Обозначим $b_k=a_k - a_k - 1$ Поскольку $a_k + 2 - a_k + 1= $\frac{2}{3}$ ( a_k + 1 - a_k )$ то $b_k + 2= $\frac{2}{3}$ b_k + 1$ Обозначая $a_1=a,b_2=b$ имеем $b_3= $\frac{2}{3}$ b,b_4= $\frac{4}{9}$ b,\ldots,b_k + 2= $\frac{2 в степени k}{3 в степени k}$ b$ Далее, $a_k + 2=b_k + 2 + b_k + 1 + \ldots + b_2 + a_1=a + b ( 1 + $\frac{2}{3}$ + \ldots + $\frac{2 в степени k}{3 в степени k}$ )$ поэтому b делится на $3 в степени k$ Теперь разберем несколько случаев.
1. $k=1$ тогда $b=3x$ $a_3=a + 5x=667$ откуда $a больше или = 2$ При $a=2$ имеем $x=133,b=399$ и последовательность имеет вид 2, 401, 667. Осталось выяснить, может ли быть $a=1$
2. $k=2$ тогда $b=9x$ $a_3=1 + 19x не = 667$
3. $k=3$ тогда $b=27x$ $a_4=1 + 65x не = 667$
4. $k=4$ тогда $b=81x$ $a_5=1 + 211x не = 667$
5. $k=5$ тогда $b=243x$ $a_6=1 + 665x не = 667$
6. $k больше 5$ тогда b кратно 729 и $a_n больше a_2=a + b больше 729 больше 667$
Ответ: а) 9, 18, 24, 28; б) нет; в) 2.
Примечание.
Использованная при решении пункта б) идея носит название метода бесконечного спуска.
б) Поскольку $a_k + 2=a_k + 1 + $\frac{2}{3}$ ( a_k + 1 - a_k )$ числа $a_k + 1$ и ak дают одинаковые остатки при делении на 3. Значит, все члены последовательности (кроме, может быть, последнего — он не нужен для дальнейших вычислений) дают одинаковые остатки от деления на 3. Будем сразу считать, что если такое возможно, то an — последний член последовательности (выкинем остальные). Тогда $a_n=3 ( a_2 - a_1 ) + a_1$ поэтому и оно дает тот же остаток при делении на 3.
Заметим, что если вычесть из всех членов последовательности одно и то же число, то соотношение $a_k + 2=a_k + 1 + $\frac{2}{3}$ ( a_k + 1 - a_k )$ эквивалентное соотношению из условия, останется верным и для новой последовательности, а соотношение $a_n=3a_2 - 2a_1$ будет выполнено, если было выполнено ранее. Вычтем тогда из всех членов последовательности $a_1$ Теперь мы можем считать, что $a_1=0$ а остальные члены последовательности — натуральные числа. Значит, они все делятся на 3. Поделим. Опять же соотношение из условия будет выполнено и для новой последовательности, а соотношение $a_n=3a_2 - 2a_1$ будет выполнено, если было выполнено ранее. Значит, все ее члены опять делятся на 3. Поделим. Поскольку этот процесс можно продолжать бесконечно, все члены нашей последовательности делятся на любую степень тройки, что невозможно, для отличных от нуля чисел.
в) Обозначим $b_k=a_k - a_k - 1$ Поскольку $a_k + 2 - a_k + 1= $\frac{2}{3}$ ( a_k + 1 - a_k )$ то $b_k + 2= $\frac{2}{3}$ b_k + 1$ Обозначая $a_1=a,b_2=b$ имеем $b_3= $\frac{2}{3}$ b,b_4= $\frac{4}{9}$ b,\ldots,b_k + 2= $\frac{2 в степени k}{3 в степени k}$ b$ Далее, $a_k + 2=b_k + 2 + b_k + 1 + \ldots + b_2 + a_1=a + b ( 1 + $\frac{2}{3}$ + \ldots + $\frac{2 в степени k}{3 в степени k}$ )$ поэтому b делится на $3 в степени k$ Теперь разберем несколько случаев.
1. $k=1$ тогда $b=3x$ $a_3=a + 5x=667$ откуда $a больше или = 2$ При $a=2$ имеем $x=133,b=399$ и последовательность имеет вид 2, 401, 667. Осталось выяснить, может ли быть $a=1$
2. $k=2$ тогда $b=9x$ $a_3=1 + 19x не = 667$
3. $k=3$ тогда $b=27x$ $a_4=1 + 65x не = 667$
4. $k=4$ тогда $b=81x$ $a_5=1 + 211x не = 667$
5. $k=5$ тогда $b=243x$ $a_6=1 + 665x не = 667$
6. $k больше 5$ тогда b кратно 729 и $a_n больше a_2=a + b больше 729 больше 667$
Ответ: а) 9, 18, 24, 28; б) нет; в) 2.
Примечание.
Использованная при решении пункта б) идея носит название метода бесконечного спуска.
Правильный ответ:
а) 9, 18, 24, 28; б) нет; в) 2
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67654 • Задание №13
а) Решите уравнение $синус в квадрате x плюс 0,5 синус 2x плюс x в степени левая круглая скобка натуральный л...
ID 68046 • Задание №14
В правильной треугольной призме точка M лежит на высоте основания BD, причем $BM : MD = 3 : 1$ точка N лежит н...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Верно получены все перечисленные (см. критерий на 1 балл) результаты | 4
Верно получены три из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 3
Верно получены два из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 2
Верно получен один из следующий результатов:
― обоснованное решение в п. а;
― пример в п. б;
― искомая оценка в п. в;
― пример в п. в, обеспечивающий точность предыдущей оценки | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Верно получены все перечисленные (см. критерий на 1 балл) результаты | 4
Верно получены три из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 3
Верно получены два из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 2
Верно получен один из следующий результатов:
― обоснованное решение в п. а;
― пример в п. б;
― искомая оценка в п. в;
― пример в п. в, обеспечивающий точность предыдущей оценки | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №19 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 71382
Дано трёхзначное натуральное число (число не может начинаться с нуля), не кратное 100.
а) Може...
ID 71383
За победу в шахматной партии начисляют 1 очко, за ничью — 0,5 очка, за проигрыш — 0 очков. В ...
ID 71384
За победу в шахматной партии начисляют 1 очко, за ничью — 0,5 очка, за проигрыш — 0 очков. В ...
ID 71385
Известно, что a, b, c, и d — попарно различные положительные двузначные числа.
а) Может ли вы...
ID 71386
Пусть q — наименьшее общее кратное, а d — наибольший общий делитель натуральных чисел x и y, ...