Областная олимпиада по математике, 2009 год, 10 класс

Пусть $\{a_n\}_{n\geq 1}$ — последовательность действительных чисел такая, что $|a_{n+1}-a_n| \leq 1$ для всех натуральных чисел $n$, а $\{b_n\}_{n\geq 1}$ — последовательность действительных чисел такая, что $b_n = \dfrac{{a_1 + a_2 + \dots + a_n }}{n}$. Докажите, что $|b_{n + 1} - b_n | \leq \frac{1}{2}$ для всех натуральных $n$.

Комментарий/решение

Максимальная разность двух рядом стоящих членов $a_n$ и $a_{n+1}$ равна 1 . Поэтому максимальное значение члена b равно $$\dfrac{a_1+a_1+1+a_1+1+1+...+a_n}{ n}$$ . Если преобразовать это выражение, то получим $$\dfrac {(a_1+a_n)×n}{2n}$$ ; другими словами $a_n=2a_1+d(n-1)$; максимальное d равно 1, поэтому b максимальне равно $\dfrac{2a_1+n-1}{2}$, поэтому максимальная разность между двумя рядом стоящими членами b равна $\dfrac{2a_1+n+1-1}{2}$ минус$\dfrac{2a_1+n-1}{2}$ равно $\dfrac{1}{2}$