Quinto problema de la IMO 2013 celebrada en Colombia. Ahí va el enunciado:
Sea
el conjunto de los números racionales mayores que cero. Sea
una función que satisface las tres siguientes condiciones:
- (i)
para todos los
;
- (ii)
para todos los
- (iii) existe un número racional
tal que
.
Demostrar que
para todo
.
Que se os dé bien.
Miguel Ángel Morales Medina. Licenciado en Matemáticas y autor de Gaussianos y de El Aleph. Puedes seguirme en Twitter o indicar que te gusta mi página de Facebook.
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02/09/2013
creo que algo parecido ya ha salido por aqui, veamos:
Por otro lado:
Asi que:
Y el resto es muy facil
Para el cero:
con lo que
y como
concluimos que
Para el -1:
Y por ultimo conectando el 1 y el -1:
02/09/2013
fantastico, y ahora me doy cuenta que era para racionales mayores de cero…
02/09/2013
En la tercera condición hay un error, me imagino que el autor quería decir que
02/09/2013
Daniel, creo que es muy importante, pues con el
hay muchas mas soluciones, por ejemplo f(x)=x^2:
x^2y^2 >= (xy)^2
(x+y)^2 >= x^2 + y^2 (no negativos!)
1^2=1
02/09/2013
vaya resolvi un problema totalmente diferente, para todo Q y cambie la primera condicion por:
f(xy)>=f(x)f(y)
vaya…
02/09/2013
Es verdad rtomas, ahora me doy cuenta, gracias. Disculpas a quienes haya confundido 🙁
03/09/2013
¿Cómo podeis dar solución al problema aplicando intervales de no definición de la función? En los racionales negativos no esta definida por lo de que en -a o, más particularmente, en -1, no puede ni siquiera hablarse de f(-1)
05/09/2013
Habida cuenta que lo anterior los propios autores indican que no es correcto, empiezo de cero y esto es lo que he conseguido:
f(x)f(y) mayor= f(xy)
f(a) = a con a> 1
a = f(1*a) menor= f(1) f(a)) = a f(1) -> f(1) mayor= 1
f(2) = f(1+1) mayor= f(1) + f(1) mayor=2
y así sucesivamente f(n) mayor=n para n€N
05/09/2013
pues ya le echado varias horas en estos dias y no encuentro la solucion.
para todo x en Q>0
si x > y
para N entero positivo
Alguna pista?
Resultados interesantes ademas de los de Juanjo:
Y por ultimo la que mas me gusta:
pues establece que f(N) no crece mas rapido que N.
En resumen f(x) es una funcion positiva, monotona creciente, que en los naturales
no crece mas rapido que x. Pero no he logrado demostrar que sea continua
y ni mucho menos el enunciado. Alguna pista?
05/09/2013
Yo lo he resuelto para el caso en que a es entero, pero no veo cómo extenderlo al caso general. A lo mejor alguno de los resultados que pones me sirven.
05/09/2013
suerte golvano, el caso a entero parece mas facil, pero si te animas nos lo puedes contar.
06/09/2013
Nf(1/N)=f(1/N)+…+f(1/N) (N términos) menor= f(1). -> f(1/N) menor= f(1)/N
Rtomas dice: f(1/a) mayor= 1/a con la desigualdad cruzada. Quizá ligando las 2 cosas se podría avanzar.
06/09/2013
para x€Q (mayor que 0), x=p/q con p y q € N
f(x) = f(p/q) menor= p f(1/q) menor= p f(1)/q = x f(1) luego f(x) menor= x f(1) para x € Q (mayor que 0)
06/09/2013
Ya lo he resuelto.
Para reducirlo al caso entero he utilizado lo siguiente:
Como
, se puede conseguir 
tan grande como se quiera.
Para 3, por ejemplo, llamamos y al entero múltiplo de 3 inmediatamente inferior a
.
Entonces tenemos:
De donde:
Aumentando k se puede conseguir que
sea tan cercano a 1 como se quiera, y por tanto 
.
De la misma forma, para cualquier entero,
, y a partir de ahí es fácil.
06/09/2013
genial Golvano!
18/09/2013
Golvano
en el límite no se demuestra f(3) = 3 sino f(3) menor= 3, y como ya teníamos f(n) mayor= n entonces si se cumple f(n) = n
18/09/2013
Sí, bueno, usé varios resultados que ya se habían puesto:
f(x) > f(y) si x > y
f(n) >= n para n€N
El primero no se había justificado, pero yo creo que es fácil.