Конечная последовательность состоит из
не обязательно различных натуральных чисел, причём при всех натуральных
выполнено равенство
а) Приведите пример такой последовательности при n = 5, в которой a5 = 4.
б) Может ли в такой последовательности некоторое натуральное число встретиться три раза?
в) При каком наибольшем n такая последовательность может состоять только из трёхзначных чисел?
а) Например, 2, 4, 5, 5, 4.
б) Нет. Заметим, что то есть разность между соседними членами последовательности уменьшается на 1. Поэтому последовательность с какого-то момента убывает, а до этого момента возможно возрастает (возрастающей части может и не быть, если разность сразу выбрать отрицательной). Очевидно, каждое число может не более одного раза встретиться на участке возрастания и на участке убывания.
в) Заметим, что если ко всем членам последовательности прибавить одно и то же число, она по прежнему будет удовлетворять условию. Выберем максимальный ее член x и прибавим ко всем членам по Теперь максимальный равен 999, а остальные остались трехзначными.
Изучим, сколько трехзначных чисел может содержать убывающая последовательность такого типа, начинающаяся с 999. Это будут числа
Для того чтобы они были трехзначными, нужно, чтобы
Итак, может быть не более 42 чисел. Аналогично возрастающая часть последовательности содержит не более 42 чисел и общий ответ — 84.
Ответ: а) да; б) нет; в) 84.


У И. В. Ященко в п. в) ответ 82 (Сборник 2022 года «14 вариантов», вариант 2).
Ошибки в доказательстве нет, что можно проверить при помощи компьютерного перебора. Компьютер приводит пример последовательности из 84 чисел:
136, 177, 217, 256, 294, 331, 367, 402, 439, 472, 504, 535, 565, 594, 622, 649, 674, 699, 723, 746, 768,
789, 809, 828, 846, 863, 879, 894, 908, 921, 933, 944, 954, 963, 971, 978, 984, 989, 993, 996, 998, 999,
999, 998, 996, 993, 989, 984, 978, 971, 963, 954, 944, 933, 921, 908, 894, 879, 863, 846, 828, 809, 789,
768, 746, 723, 699, 674, 649, 622, 594, 565, 535, 504, 472, 439, 402, 367, 331, 294, 256, 217, 177, 136,
а последовательности из 82 чисел не приводит. Мы уже связались с авторами и сообщили им об опечатке.
Но 85-й член этой последовательности будет равен 94-м и, значит, последовательность будет содержать также двузначные числа. А 85-й член этой последовательности должен быть не положительным.
Последовательность по условию конечная. Она состоит из 84 чисел, в ней нет 85-го члена.