Concursul interjudetean de matematica al Revistei SINUSEditia a II-a, Suceava, 18 noiembrie 2006Etapa finalaClasa a XI-a1. Fie sirul ( )x , definit prin x∈¥ 0x1 1nn2n2n+ 1 n+ 1 n−1nxn−1n= = si x( )n+12x + 1= , ∀ n≥ 1 . Sa se calculeze limxn→∞x + 1Solutie: Din x = ⇒ x ⋅x − x = 1; avem x ⋅x − x = x ⋅ x −x⇔x + x x + xn−12 2n n+ 2 n+ 1 n− 1 n+1 nn+ 2 n n+ 1 n−1*n+2 n⇔ = ,( ∀) n ∈¥ ceea ce implica 3, ( )xn+1xnDin relatia de recurenta 3 0, ( )xn+ 2 n+1 nxx+ xn+1x − x + x = ∀ n∈¥ obtinem :n( 5+ 1) ( 5 −1)2 2n5 − 1 5 + 1= ⋅ + ⋅ , ( ∀)n∈¥ de unde lim5 2 5 2n→∞n 2n+ 1 2n+1= ∀ n∈¥ .2n+12 ⋅ xn5−5=2n( 1+5)22. Se considera o matrice A∈ M2 ( ¢ ),cu proprietatea ca ( )∗tr( A) + 2k≠ 0 sau tr( A) −2k≠0,atunci exista α ∈¢ , X ∈2 ( ¢ )un exemplu de matrice A∈2( ¢ ), A≠O2,2X = α A nu are solutii X ∈ M ( ¢ )22n+1⋅x( 1+5)n2nCristian Amoraritei, SuceavaSINUS 2(5)/20065det A = k , k∈¥ . Sa se demonstreze ca, dacaM astfel încât.2X α A.= Sa se dea∗M care are proprietatea ca, pentru orice α ∈¢ , ecuatia2.2 2Solutie: Matricea A verifica ecuatia A − tr( A)A+ k I = O de unde rezulta ca ( )presupunem ca tr( A) 2k0;2 2,+ ≠ atunci matricea X = A+kI2Catalin Tigaeru, Suceava2 2A = tr A A− kI 2. Sasatisface ( i) X ∈ M2 ( ¢ ) si ( ) 2 2 2 ( )22ii X = A + 2kA + kI2 = tr A A−k I2+ 2kA+ k I 2=2∗= ( tr( A)+ 2 k)A,deci, daca punem α = tr( A) + 2 k,atunci X = α A, cu α ∈¢ siX ∈ M2 ( ¢ ).Daca 2k+ tr( A)= 0, atunci 2k−tr( A)≠ 0 si se pune X = A−kI , 2rationamentul repetându-se ca mai sus, cu α = tr( A) − 2. k Daca alegem o matrice A2 ( Z)proprietatile: tr( A) = det( A)= 0 si A≠O , atunci ecuatia 2∗2X = α A, cu α ,2exista o solutie X ∈ M ( ¢ ) atunci ar rezulta ca tr( X) = det( X)= 0, de unde X = O ≠ α A2,Conditia tr( A) + 2k≠ 0 sau tr( A) 2k0⎛0 1 ⎞= ⎜ ⎟ , = , = det = 0.⎝0 0⎠2Exemplu: A A O2tr( A) ( A)3. Fie ( n )n 1a≥ un sir dat prin 11− ≠ asigura faptul ca A≠O . 23⎡n⎤1= ⎢ , ∀ n≥1a⎥⎣ n ⎦a = , a ( )n+. Sa se determine a2006∈M cu∈¢ nu are solutii. Daca ar2.2⎧n⎫, lim a nsi limn→∞n⎨ ⎬→∞⎩an⎭ .Marius Marchitan, Suceava.
Solutie: a1= 1, a2= 1, a3= 8, a4= 3, a5= 21 si se arata prin inductie ca:Într-adevar, daca a = n− 1 atunci:an⎧n−1, npar= ⎨, ( ∀)n≥4.2⎩n − n+1, n imparn3 3⎡ n ⎤ ⎡n−1 an+11 ⎤ ⎡ 2n n1 ⎤ 2n n n n2( ) ( )= ⎢ = + = + + 1+ = + + 1= + 1 − + 1 + 1n−1 ⎥ ⎢n−1 n−1 ⎥ ⎢⎣ n−1⎥.⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎦⎡ ( n+ 1) 3 ⎤ ⎡( n+ 1)( n 2 + n+ 1)+ n 2 + n⎤⎡ n 2 + n ⎤an+2= ⎢ ⎥= ⎢⎥ = n+ 1+ = n+12 2 2n + n+ 1 n + n+ 1⎢n + n+1⎥ .⎢⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦⎣ ⎦Atunci a2006= 2005 si lima2n=+∞= lim a2n+ 1deci lim a n=+∞ .n→∞n→∞2 2⎧ n ⎡ n ⎤n→∞⎪ − , n par2 2 2n 1⎢n 1⎥⎧n ⎫ n ⎡n⎤ ⎪ − ⎣ − ⎦Fie bn= ⎨ ⎬= − ⎢ ⎥= ⎨=2 2⎩an ⎭ an ⎣an⎦ ⎪ n ⎡ n ⎤⎪− , n impar2 2n − n+ 1 ⎢n − n+1 ⎥⎩ ⎣ ⎦2⎧ n2⎡ 1n 1⎤, n par⎧ n⎧ 1− + + − ( n+1, ) n par , n par⎪n−1 ⎢⎣ n−1⎥ ⎦ ⎪n 1 ⎪=−n−1⎨ =2⎨ =2⎨. Atunci⎪ n ⎡ n−1⎤nn−1− 1 + , n impar ⎪ −1, n impar ⎪ , n impar2 2 22⎪n n 1 ⎢ n n 1⎥ ⎩ − + ⎣ − + ⎦ ⎪⎩n − n+1⎪⎩n − n+1limb = limb = 0⇒ limb= 0.2n 2n+1nn→∞ n→∞ n→∞