Σελίδα 1 από 1

Θέμα Εισαγωγικών Scuola Normale Superiore 2017-18 (3)

Δημοσιεύτηκε: Τετ Οκτ 11, 2017 3:28 pm
από dement
Έστω d_1, d_2, ..., d_n θετικοί πραγματικοί αριθμοί με n \geqslant 2. Να βρεθεί αναγκαία και ικανή συνθήκη επί των d_i για να υπάρχει ακολουθία σημείων του Ευκλείδειου επιπέδου p_0, p_1, ..., p_n έτσι ώστε:

1) Για κάθε i = 1, ..., n η απόσταση μεταξύ των p_i και p_{i-1} να είναι d_i και

2) p_n = p_0

Ένα παράδειγμα τέτοιας ακολουθίας για n=5:
sns3.png
sns3.png (47.41 KiB) Προβλήθηκε 1838 φορές

Re: Θέμα Εισαγωγικών Scuola Normale Superiore 2017-18 (3)

Δημοσιεύτηκε: Παρ Οκτ 20, 2017 10:44 am
από dement
Επαναφορά.

Re: Θέμα Εισαγωγικών Scuola Normale Superiore 2017-18 (3)

Δημοσιεύτηκε: Σάβ Οκτ 21, 2017 6:36 pm
από Demetres
Πρέπει d_1 + \cdots + d_n \geqslant 2 \max\{d_1,\ldots,d_n\}.

Αναγκαίο: Έστω χωρίς βλάβη της γενικότητας ότι d_n = \max\{d_1,\ldots,d_n\}. Από την τριγωνική ανισότητα είναι

\displaystyle  d_n = d(p_n,p_{n-1}) = d(p_0,p_{n-1}) \leqslant d(p_0,p_1) + d(p_1,p_2) + \cdots + d(p_{n-2},p_{n-1}) = d_1 + \cdots + d_{n-1}

Ικανό: Θα το δείξω αρχικά με την επιπλέον προϋπόθεση ότι d_1 \leqslant \cdots \leqslant d_n. Θα προχωρήσω με επαγωγή στο n. Η περίπτωση n = 2 είναι άμεση αφού η συνθήκη d_1 + d_2 \geqslant 2d_2 δίνει d_1 = d_2.

Θέτω d = \max\{d_{n-2},d_n-d_{n-1}\}. Υπάρχει (πιθανώς εκφυλισμένο) τρίγωνο με μήκη πλευρών d,d_{n-1},d_n αφού:
d_n + d_{n-1} > \max\{d_{n-2},d_n-d_{n-1}\} = d
d_n + d > d_{n-1}
d_{n-1} + d \geqslant d_{n-1} + (d_n-d_{n-1}) = d_n

Μπορώ λοιπόν να πάρω σημεία p_n,p_{n-1},p_{n-2} ώστε d(p_n,p_{n-1})=d_n, d(p_{n-1},p_{n-2}) = d_{n-1} και d(p_n,p_{n-2})=d.

Ισχύει όμως ότι d_1 \leqslant \cdots \leqslant d_{n-2} \leqslant d (άμεσο) και d_1 + \cdots + d_{n-2} \geqslant d αφού

\displaystyle  d_1 + \cdots + d_{n-2} - d \geqslant d_1 + \cdots + d_{n-2} - (d_{n}-d_{n-1}) \geqslant 0

Από την επαγωγική υπόθεση λοιπόν μπορώ να κλείσω το πολύγωνο.

Μένει τώρα να απαλλαχθώ από την επιπλέον προϋπόθεση ότι d_1 \leqslant \cdots \leqslant d_n. Έχω όμως n διανύσματα με μήκη d_1,\ldots,d_n τα οποία όταν τα τοποθετήσω διαδοχικά δημιουργούν ένα πολύγωνο. Δηλαδή έχουν άθροισμα 0. Όμως με οποιαδήποτε σειρά και να τα τοποθετήσω πάλι θα δημιουργούν πολύγωνο. Οπότε ο ισχυρισμός αποδείχθηκε.

Η πρώτη λύση που έδωσα ήταν όπως παρατήρησε ο Δημήτρης σε π.μ. λανθασμένη. Ελπίζω τώρα να είμαι σωστός.

Re: Θέμα Εισαγωγικών Scuola Normale Superiore 2017-18 (3)

Δημοσιεύτηκε: Κυρ Οκτ 22, 2017 1:16 am
από dement
Πολύ ωραία λύση. Εγώ χρησιμοποίησα επίσης επαγωγή, καλύπτοντας τις περιπτώσεις n=2, n=3 και στη συνέχεια "ένωσα" τα d_1, d_2 σε d_1+d_2=d. Αν d \leqslant d_n η επαγωγική υπόθεση χρησιμοποιείται επί τόπου. Αλλιώς παρατηρούμε ότι d \leqslant d_{n-1}+d_n (ισχύει n \geqslant 4) και χρησιμοποιούμε την επαγωγική υπόθεση με το d ως μέγιστο.