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2009 年安徽预赛 · 第 11 题
F4解答题数论
求方程
⌊2x⌋+⌊3x⌋+⌊7x⌋=x
的所有解,其中 ⌊a⌋ 表示不超过 a 的最大整数。
作答
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。
解析
解答
左边是整数,所以x必须为整数。唯一写成 x=42q+r,其中 q∈Z,0≤r≤41。代入得
41q+⌊2r⌋+⌊3r⌋+⌊7r⌋=42q+r,
故
q=δ(r):=⌊2r⌋+⌊3r⌋+⌊7r⌋−r.
因此全部解可精确写为 {42δ(r)+r:r=0,1,…,41},共42个。按q分组展开,q=0给0;q=-1给
{−41,−40,−39,−38,−36,−35,−34,−33,−32,−30,−28,−27,−26,−24,−21,−20,−18,−14,−12,−6};
q=-2给
{−79,−73,−71,−67,−65,−64,−61,−59,−58,−57,−55,−53,−52,−51,−50,−49,−47,−46,−45,−44};
q=-3给-85。
复核
每个r唯一决定整数q;反代恒成立,且不同r模42不同,所以42个解互异。直接检查x=-85时三项为-43、-29、-13,和为-85;x=0也成立。正x因取整和≤41x/42<x不可能。
方法总结
用最小公倍数分解,能把无限个整数候选缩成有限个余数。
为什么评为 F4(会透露解法方向)
先确定x为整数,再按分母的最小公倍数分解。 需完成转化、边界和可达性核验,拟定F4,待独审。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:取整与整数性、按整数阈值分层,累计计数
专题卡:分块、容斥与累计计数