Assume that is a positive integer, and a polynomial
satisfies the conditions for all . Find the least possible such that this polynomial may have a real root.
Solution
Ответ. .
Назовём многочлен, удовлетворяющий условию задачи, красивым. Многочлен красив и имеет корень . Значит, при требуемое возможно.
Осталось показать, что при у красивого многочлена не может быть вещественных корней. Для этого достаточно проверить, что при всех . Это неравенство, очевидно, выполнено при ; для отрицательных же оно является следствием неравенства
Значит, достаточно доказать это неравенство при всех . Умножая на , получаем равносильное неравенство , или
Заметим, что при каждом выполнено неравенство , поскольку обе скобки имеют одинаковые знаки при . Раскрывая скобки, получаем
Складывая все такие неравенства и учитывая, что , получаем
что и доказывает (**).
Want a route through all this instead of an archive? The track
puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.