Autor Tema: Probar que los números son no negativos

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07 Agosto, 2017, 07:47 pm
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EnRlquE

  • Lathi
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Hola.

 Hace poco me encontré con el siguiente problema que me pareció interesante:

Sean \( a_{1},a_{2},\dots,a_{n} \) números reales tales que para todo \( k\in\{1,\dots,n\}=:[n] \) vale que

\( \displaystyle\sum_{\{i_{1},\dots,i_{k}\}\in\binom{[n]}{k}}a_{i_{1}}a_{i_{2}}\dots a_{i_{k}}\geq0. \)

Probar que \( a_{i}\geq0 \) para todo \( i\in\{1,\dots,n\}. \)

\( \bullet \) Paso a aclarar la notación. Cuando escribo \( \binom{[n]}{k} \) me refiero a un subconjunto con exactamente \( k \) elementos de \( [n]:=\{1,2,\dots,n\}. \) Entonces, por ejemplo, en el caso que los números fueran \( a_{1},a_{2},a_{3}, \)  las hipótesis del problema nos dicen que valen las desigualdades \( a_{1}+a_{1}+a_{3}\geq0, \) \( a_{1}a_{2}+a_{1}a_{3}+a_{2}a_{3}\geq0 \) y \( a_{1}a_{2}a_{3}\geq0. \) En este caso, se cumple (según el problema) que \( a_{1}\geq0,\;a_{2}\geq0 \) y \( a_{3}\geq0. \)

 Les voy adelantando que el problema no es complicado, así que invito a todos a tratar de resolverlo y anotar, de preferencia oculto bajo un spoiler, sus soluciones o intentos en lo que sigue de este hilo. En unos días anotaré dos soluciones de este problema (o simplemente las comentaré en caso que las soluciones que tengo en mente ya hayan aparecido en el hilo).

Saludos,

Enrique.

08 Agosto, 2017, 03:25 pm
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 Después de dar muchos rodeos y palos de ciego, limpiando las ideas, queda un camino bastante sencillo:

Spoiler
Si se considera el polinomio \( p(x)=(x+a_1)(x+a_2)\ldots (x+a_n) \) sus raíces son obviamente \( -a_1,-a_2,\ldots,-a_n \).  Pero por otra parte desarrollando el producto se ve que el polinomio tiene precisamente como coeficientes las sumas del enunciado: todos positivos. Luego sus raíces no pueden ser positivas. Q.E.D.  :D
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Saludos.