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第1题

证明:对每个实数 r>2r>2,恰好存在两个或三个正实数 xx 满足方程 x2=r⌊x⌋x^2=r\lfloor x\rfloor。(这里 ⌊x⌋\lfloor x\rfloor 表示不超过 xx 的最大整数。)
第 2/4 步:至多三个解
r−3<k≤r ⇒ at most 3 values of kr-3<k\le r\ \Rightarrow\ \text{at most 3 values of } k
详细分析

将 k2≤rkk^2\le rk 除以 kk 得 k≤rk\le r。由 k≥1k\ge1 知 2k+1≤3k2k+1\le3k,故 rk<(k+1)2=k2+2k+1≤k2+3krk<(k+1)^2=k^2+2k+1\le k^2+3k 给出 r<k+3r<k+3。因此每个有效的 kk 都落在半开区间 (r−3,r](r-3,r] 内,该区间恰含三个整数,故 kk 至多有三个可能取值;由于 x=rkx=\sqrt{rk} 关于 kk 严格递增,不同的有效 kk 给出不同的 xx,故正解 xx 至多有三个。