THÍ DỤ 2. CHO  AI 1N LÀ MỘT DÃY LỒI, ĐẶT   CHỨNG MINH RẰNG  ...

1

.

Thí dụ 2. Cho

 

a

i

1

n

là một dãy lồi, đặt

Chứng minh rằng

 

A

k

1

n

cũng là

A

a

k

i

k

i

1

một dãy lồi. Lời giải Cách 1: Định nghĩa

f k

 

k k

1



k

1 2



A

k

A

k

1

A

k

1

,

k

2,3,...,

n

1.

Từ giả thiết suy ra

            

 

f k

f k

k k

k

A

A

A

k

k k

A

A

A

1

1

1 2

1

2 2

k

k

k

k

k

k

1

1

1

2

     

             

2

1

1

1

1

2

2

1

2

1

k

k

a

k k

a

k k

a

k k

a

k

k

a

k k

a

i

i

i

i

i

i

1

1

1

1

1

1

  

k k

a

a

a

1 2

0

k

k

k

1

1

Tức là

f k

 

f k

1 ,

k

3, 4,...,

n

1.

Vì vậy

  

1

...

  

2

6 2

2

3

1

0,

f k

f k

  

f

a

 

a

a

suy ra

2

A

k

A

k

1

A

k

1

,

k

2,3,...,

n

1.

Cách 2 : Chứng minh bằng quy nạp : Với

k

1

thì ta dễ dàng có điều phải chứng minh do dãy

a

n

lồi. Giả sử khẳng định đúng đến

l

, ta có :

2

2

A

A

A

  

k

l

k

k a

a

a

 

a

k

 

k

a

 

k

l

1

1

2

,

1

2

1

2

...

1

2

,

Ta chứng minh

A

l

A

l

2

2

A

l

1

l

2

1

a

l

2

2

a

1

a

2

 

...

a

l

l

2

3

l a

l

1

.

Thật vậy, do giả thiết quy nạp :

       

  

 

  

2

2

2

2

l

a

a

a

a

l

a

l

a

a

a

a

a

l

a

1

2

...

1 2

1

2

...

1

l

l

l

l

l

l

1

1

2

1

1

2

1

2

1

1

  

1

2

2

1

2

...

3

.

l

a

a

l

l a

l

a

a

a

a

l

l a

2

1

2

1

2

1

Vậy có điều phải chứng minh.■ Thí dụ 3 (Baltic Way 2014) Cho dãy số

  

a

i

0

n

n

3

với

a

0

a

n

0

thỏa mãn

2

a

a

a

a

i

n

1

2

1

,

1, 2,...,

1.

i

i

i

i

Chứng minh rằng

a

i

0,

i

1, 2,...,

n

1.

Giả thiết suy ra dãy đã cho lồi. Áp dụng định lý 2 ta có ngay

a

i

  

0,

i

0,1, 2,..., .

n

Thí dụ 4 (IMO SL 1988). Cho

 

a

k

1



là dãy các số thực lồi không âm sao cho

k

Chứng minh rằng

  