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第1题

设 a1,…,ama_1,\ldots,a_m 是 {1,…,n}\{1,\ldots,n\} 中互异的元素,并满足:当 i≤ji\le j 且 ai+aj≤na_i+a_j\le n 时,该和也是某个 aka_k。证明 a1+⋯+amm≥n+12\frac{a_1+\cdots+a_m}{m}\ge\frac{n+1}{2}。
第 2/3 步:证明配对和不等式
通俗地说

估计数列中关于中点对称的两个元素之和。

ak+am−k+1≥n+1a_k+a_{m-k+1}\ge n+1
详细分析

反设 ak+am−k+1≤na_k+a_{m-k+1}\le n。则 1≤i≤k1\le i\le k 时的 kk 个互异的和 ai+am−k+1a_i+a_{m-k+1} 都不超过 nn,故都属于该集合。每个和都严格大于 am−k+1a_{m-k+1},但其上方只有下标为 m−k+2,…,mm-k+2,\ldots,m 的 k−1k-1 个元素,矛盾。