Переформулировка. Упорядочим числа: a1<a2<…<a60. Наименьшая сумма двух чисел — a1+a2, наибольшая сумма шести — a55+…+a60. Поэтому условие «любые два больше любых шести» равносильно одному неравенству:
a1+a2>a55+a56+…+a60.
Полезный факт. Если x1<x2<… — различные целые, то каждое следующее хотя бы на 1 больше предыдущего, т. е. xj≥xi+(j−i).
Пункт а). Пример: a1=−400, a2=−200, а дальше подряд −199,−198,…,−142 (это 58 чисел). Шесть наибольших: −147−146−145−144−143−142=−867. Две наименьших: −400−200=−600>−867. Ответ: да.
Пункт б). Положительное число 400 обязательно попадёт в шестёрку наибольших, поэтому остальные числа делаем сильно отрицательными. Пример: a1=−228, a2=−226, затем подряд −225,…,−169 (57 чисел) и a60=400. Шесть наибольших: (−173−172−171−170−169)+400=−855+400=−455. Две наименьших: −454>−455. Ответ: да.
Пункт в).
Оценка. Обозначим y=a2.
- Все a3,…,a60 — различные целые, большие y, поэтому a55≥y+53, …, a60≥y+58. Сумма шести наибольших
T=a55+…+a60≥6y+(53+54+…+58)=6y+333.
-
a1≤y−1, поэтому a1+a2≤2y−1.
-
Из условия: 2y−1≥a1+a2>T≥6y+333, откуда 4y<−334, y≤−84. Значит, a1+a2≤2⋅(−84)−1=−169.
-
T<a1+a2≤−169, т. е. T≤−170.
-
Числа a55<…<a60 различны, поэтому T≥a55+(a55+1)+…+(a55+5)=6a55+15. Отсюда 6a55≤−185, a55≤−31.
-
52 числа a3,…,a54 меньше a55 и различны, поэтому их сумма не больше (a55−1)+(a55−2)+…+(a55−52)=52a55−1378≤−1612−1378=−2990.
Складываем три части:
S=(a1+a2)+(a3+…+a54)+T≤−169−2990−170=−3329.
Пример. −85,−84; затем 52 числа подряд от −83 до −32; затем −31,−30,−29,−28,−27 и −25 (число −26 пропущено, чтобы сумма шести наибольших стала ровно −170).
Проверка: две наименьших −169; шесть наибольших −(31+30+29+28+27+25)=−170<−169; средний блок −2(83+32)⋅52=−2990; всего −169−2990−170=−3329.
Ответ: а) да; б) да; в) −3329.