Последовательность состоит из натуральных чисел, причём каждый член последовательности, кроме первого и последнего, больше среднего арифметического соседних (стоящих рядом с ним) членов.
а) Приведите пример такой последовательности, состоящей из пяти членов, сумма которых равна 40.
б) Может ли такая последовательность состоять из пяти членов и содержать два одинаковых числа?
в) Какое наименьшее значение может принимать сумма членов такой последовательности при n = 6?
а) Например,
б) Да, например,
в) Пусть первый и шестой члены последовательности равны 1, в противном случае сумма членов последовательности возрастет. Рассмотрим последовательность
1, a, b, c, d, 1.
Если то удвоенный второй член последовательности не больше суммы первого и третьего.
Если то должно быть выполнено неравенство
откуда
что невозможно, или
Последний случай тоже невозможен, поскольку тогда последовательность принимает
и подобрать d невозможно.
Пусть тогда
откуда
Случаи
невозможны, что доказывается аналогично. Если
то
Сумма членов
Ответ: а) да; б) да; в) 16.
Примечание 1.
В пункте в) можно было бы упростить перебор, заметив, что для заданной в условии последовательности разности последующего и предыдущего членов уменьшаются с ростом n.
Примечание 2.
Для последовательностей с большим количеством членов приведенный в пункте в) перебор затруднителен. Способ рассуждения для приведён нами в задании 514525, взятой из основной волны ЕГЭ 2016 года.

