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第2問

α\alpha、β\beta を正の実数とする。エメラルドは座標平面上で原点 (0,0)(0,0) から旅を始める。毎分、彼女は上に1単位または右に1単位動き、座標平面の領域 ∣x−y∣<2025|x-y|<2025 に自分を限定する。点 (x,y)(x,y) を訪れたとき、彼女はそこに整数 ⌊xα+yβ⌋\lfloor x\alpha+y\beta\rfloor を書き込む。エメラルドはすべての非負整数をちょうど1回ずつ書き込んだことが分かった。このような旅が可能となる (α,β)(\alpha,\beta) の組をすべて求めよ。
ステップ 1/6: 座標の和は常に手数に等しい
xn+yn=nx_n+y_n=n
詳しい解説

nn 分後に訪れる点を (xn,yn)(x_n,y_n) とする。毎分ちょうど1つの座標が 11 だけ増えるので xn+1+yn+1=xn+yn+1x_{n+1}+y_{n+1}=x_n+y_n+1 となる。x0+y0=0x_0+y_0=0 なので、これより任意の nn について xn+yn=nx_n+y_n=n が成り立つ。