Пусть у Вас имеется последовательность
![$a_1,a_2 \dots a_n$ $a_1,a_2 \dots a_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/8/b/68b2abdb88f2bea2f3b3da66d0a3282282.png)
. Определим
![$A_k$ $A_k$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/f/0/1f0aa5770083d7bade7ac8aafcbfc00882.png)
следующим образом.
Рассмотрим все возможные неубывающие подпоследовательности длины
![$k$ $k$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/3/b/63bb9849783d01d91403bc9a5fea12a282.png)
вида
![$a_{i_1},a_{i_2} \dots a_{i_k}$ $a_{i_1},a_{i_2} \dots a_{i_k}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/3/2/a32edd1333d7b8807054a34ede6a4bc182.png)
. И положим
![$A_k$ $A_k$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/f/0/1f0aa5770083d7bade7ac8aafcbfc00882.png)
- минимальный из
![$a_{i_k}$ $a_{i_k}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/4/d/64d7d21761ee2601faf89ebf43d637a382.png)
по всем таким подпоследовательностям (если, разумеется, таковые найдутся).
В частности,
![$A_1$ $A_1$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/7/4/c74f257c1a844c30acb274ac45ecd39782.png)
- наименьший элемент в последовательности,
![$A_2$ $A_2$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/a/3/0a3132987975418a383f22eef58769cb82.png)
-наименьший из таких
![$a_i$ $a_i$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/5/e/65ed4b231dcf18a70bae40e50d48c9c082.png)
, что
![$\exists j<i,a_i \geqslant a_j$ $\exists j<i,a_i \geqslant a_j$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/5/0/2502f5a93b275a99c35ffaf289c374b082.png)
и т.д.
Докажите, что
![$A_1 \leqslant A_2 \leqslant A_3 \leqslant \cdots$ $A_1 \leqslant A_2 \leqslant A_3 \leqslant \cdots$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/7/c/57cc85f807c37f96f625177d6ff3a63882.png)
Пусть теперь к этой последовательности добавили еще один элемент
![$a_{n+1}$ $a_{n+1}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/6/4/364ab7a9dbfe9d3c0d232d2c5e1c6e5382.png)
. Бинарным поиском находим
![$A_k \leqslant a_{n+1} < A_{k+1}$ $A_k \leqslant a_{n+1} < A_{k+1}$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/d/f/4df6e4f37f8a5e79be87985970e6120282.png)
Докажите, что для "новой" последовательности из
![$n+1$ $n+1$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/f/1/3f18d8f60c110e865571bba5ba67dcc682.png)
элементов изменится лишь
![$A_{k+1}$ $A_{k+1}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/2/c/62cf929e2634af1a76d9f286191f475282.png)
, которое надо будет изменить следующим образом:
![$A_{k+1}=a_{n+1}$ $A_{k+1}=a_{n+1}$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/8/e/48e3f5a9f8c2a975be57c211017e5d8b82.png)
.
(Есть еще 2 случая, когда новый элемент либо больше всех, либо меньше всех, но и там понятно что делать).