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第6题

设 a1,a2,a3,…a_1,a_2,a_3,\ldots 是正实数数列。假设对于某个正整数 ss,对所有 n>sn>s 都有 an=max⁡{ak+an−k∣1≤k≤n−1}a_n=\max\{a_k+a_{n-k}\mid 1\le k\le n-1\}。证明:存在正整数 ℓ\ell 和 NN,满足 ℓ≤s\ell\le s,使得对所有 n≥Nn\ge N 都有 an=aℓ+an−ℓa_n=a_\ell+a_{n-\ell}。
第 6/9 步:界定归一化后的值
−M≤bn≤0,M=max⁡1≤i≤s(−bi)-M\le b_n\le0,\qquad M=\max_{1\le i\le s}(-b_i)
详细分析

若所有 b1,…,bsb_1,\ldots,b_s 都为零,递推立即给出所有 nn 都有 bn=0b_n=0,再由 an=qna_n=qn 和 aℓ=qℓa_\ell=q\ell 得到结论。否则令 M=max⁡1≤i≤s(−bi)M=\max_{1\le i\le s}(-b_i) 且 ε=min⁡{−bi:bi<0}>0\varepsilon=\min\{-b_i:b_i<0\}>0。由于允许拆分 n=ℓ+(n−ℓ)n=\ell+(n-\ell),有 bn≥bn−ℓb_n\ge b_{n-\ell};不断迭代直到初始下标即可得 −M≤bn≤0-M\le b_n\le0。因此 bnb_n 的任一展开至多含有 M/εM/\varepsilon 个负项,所以所有 bnb_n 都属于由初始值之和构成的有限集合。