Processing math: 100%

21-я Балканская математическая олимпиада
Плевен, Болгария, 2004 год


Последовательность действительных чисел a0,a1,a2,a3, удовлетворяет соотношению am+n+amnm+n1=(a2m+a2n)2 для любых неотрицательных чисел m и n, mn. Найдите a2004, если a1=3.
посмотреть в олимпиаде

Комментарий/решение:

пред. Правка 2   1
4 года 9 месяца назад #

Решение: Положим bn=ann1. Тогда b1=a12=32=1 , следовательно имеем

2bm+n+2bmn=b2m+b2n(1)

Из равенства (1) при m=n=0 получим 2b0+2b0=b0+b0b0=0. При n=0 равенство (1) имеет следующий вид

b2m=4bm(2)

Теперь используя метод математической индукции, докажем, что последовательность bm=m2,m=0,1,2,3,...(3) является решением уравнения (2).

Начало индукции: Если m=1, то 4b1=4=22=b2 равенство очевидно.

Индуктивный переход:

1) Предположим, что это верно для всех 1<m2k1. Тогда для четных членов последовательности 4b2k=4(2k)2=22(2k)2=(4k)2=b4k=b2(2k).

2) Предположим, что это верно для всех 1<m2k. Тогда для нечетных членов

последовательности 4b2k+1=4(2k+1)2=22(2k+1)2=(2(2k+1))2=(4k+2)2=b4k+2=b2(2k+1).

Таким образом, мы доказали,что последовательность bm=m2,m=0,1,2,3,... является решением уравнения (2).

С другой стороны, bn=ann1=n2, отсюда an=n2+n+1.

Ответ: a2004=20042005+1.