同一骨架 2022 年新疆预赛 · P006901
二次无理数的共轭并不只是换一个符号。两题都用共轭建立整系数的递推关系,随后在有限的余数状态中处理末位;涉及取整时,还必须先证明共轭控制的误差始终落在一个单位区间内。
一题先靠小误差去掉取整,另一题直接追踪根式幂的整数系数;模运算开始前的整性依据不同。
用 表示不超过 的最大整数。设数列 满足 ,
求 的个位数。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
二次无理数的共轭根指把根式前的正号改负号;两根可组成整系数特征方程。线性递推的模周期由相邻两项构成的状态决定。
想法从哪来:递推里的取整看似阻断了线性方法,但它接近一个固定二次无理数倍数。先算出前两项,再把乘数与其共轭数放在一起:两根之和与积都是整数,可以猜到一个整系数二阶递推。猜出后关键不是多验几项,而是给出始终介于零和一之间的误差,使该二阶递推确实产生原取整。共轭根落在零和一之间,正好让初始误差逐次缩小。整数递推成立以后才取模十;周期应核对连续两项状态回到原点,不能因某个个位数再次出现就断定后面都重复。
用 的共轭数控制小数部分,把带取整的递推转成整系数线性递推。
先定义整数数列
令 。则
因为 ,故对所有 都有 。于是
所以 正是题设数列 。
对线性递推取模 ,从 起的个位数为
周期为 。由 ,得 的个位数为 。
误差始终严格位于 ,因而取整等式没有边界歧义;模 四项后状态 也回到原状态。
当取整递推接近二次无理数倍数时,共轭根常能产生指数衰减的误差,从而去掉取整符号。
需构造特征根为4加减根号11的整数递推,并证明误差始终在0与1之间以恢复取整,再统计模10状态周期。
同一骨架 2022 年新疆预赛 · P006901
二次无理数的共轭并不只是换一个符号。两题都用共轭建立整系数的递推关系,随后在有限的余数状态中处理末位;涉及取整时,还必须先证明共轭控制的误差始终落在一个单位区间内。
一题先靠小误差去掉取整,另一题直接追踪根式幂的整数系数;模运算开始前的整性依据不同。
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