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代表選考合宿 2016
問題 7

DIFFICULTY3
代表選考合宿 2016 問題7の日本語問題文

PROBLEM WORKSPACE

ヒント

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ヒント 1

a0=a1=1,ak=2k1a_0=a_1=1,a_k=2^{k-1} のときが怪しいです.

ヒント 2

Cauchy–Schwarzの不等式,特にヒント1のときが等号条件となるようなものを考えましょう.

略解

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a0=a1=1,al=2l1a_0=a_1=1,a_l=2^{l-1} とすることで k13k\geq \dfrac{1}{3} がわかる.一方でCauchy–Schwarzの不等式から成り立つ式

1a0+a1++am4ma0+4ma1+4m+1a2+4m+2a3++41am\dfrac{1}{a_0+a_1+\cdots+a_m}\leq \dfrac{4^{-m}}{a_0}+\dfrac{4^{-m}}{a_1}+\dfrac{4^{-m+1}}{a_2}+\dfrac{4^{-m+2}}{a_3}+\cdots+\dfrac{4^{-1}}{a_m}

k=1,2,,nk=1,2,\dots,n について足し合わせることで

1a0+a1+1a0+a1+a2++1a0+a1++an<13(1a0+1a1++1an)\dfrac{1}{a_0+a_1}+\dfrac{1}{a_0+a_1+a_2}+\cdots+\dfrac{1}{a_0+a_1+\cdots+a_n}\lt \dfrac{1}{3}\left(\dfrac{1}{a_0}+\dfrac{1}{a_1}+\cdots+\dfrac{1}{a_n}\right)

が示される.よって求める最小値は 13\dfrac{1}{3}

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