教学笔记

半个世纪前的IMO预选题,今天还活跃在考场之上

正文文字 175 字公式 20 处

1975年IMO预选题:

设x_(0)=5,x_(n+1)=x_(n)+(1)/(x_(n)),∀n≥0.求证:45<x_(1000)<45.1.

证明:

由条件知:

x2n+1=x2n+2+(1)/(x2n)>x2n+2

于是x2n>x20+2n=25+2n,∀n≥1.

因此x21000>2025,即x_(1000)>45.

另一方面,

x21000= x20+2000+∑_(k=0)^(999)(1)/(x2k);= 2025+∑_(k=0)^(99)(1)/(x2k)+∑_(k=100)^(999)(1)/(x2k);< 2025+100⋅(1)/(x20)+900⋅(1)/(x2100);< 2025+100×(1)/(25)+900×(1)/(225);= 2033<45.1^(2);

注:

本题为50年前的IMO预选题,我第一次见是在保送考试的考场上,有幸当场想到了上面这个自以为绝妙的分段放缩方法。当时就觉得这题非常适合放在2025年考察,昨天在群里有人问了一道可以分段放缩的题目,故想到此题。

清华大学在2019年金秋营考了本题的加强形式:求x_(1000)的小数点后两位。也有非积分的做法,感兴趣的读者可以一试。


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