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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 3/4 步:至少两个解
k∈{⌊r⌋,⌊r⌋−1} ⇒ x=rk is a genuine solutionk\in\{\lfloor r\rfloor,\lfloor r\rfloor-1\}\ \Rightarrow\ x=\sqrt{rk}\ \text{is a genuine solution}
详细分析

反过来,任取满足 r−2<k≤rr-2<k\le r 的整数 kk;这样的整数总恰有两个,即 k=⌊r⌋k=\lfloor r\rfloor 与 k=⌊r⌋−1k=\lfloor r\rfloor-1(因 r>2r>2 故均为正)。对这样的 kk,由 k≤rk\le r 得 rk≥k2rk\ge k^2,由 k>r−2k>r-2 得 r<k+2r<k+2,从而 rk<(k+2)k<(k+1)2rk<(k+2)k<(k+1)^2(因 k≥1k\ge1 故 (k+2)k=k2+2k<k2+2k+1(k+2)k=k^2+2k<k^2+2k+1)。于是 k2≤rk<(k+1)2k^2\le rk<(k+1)^2,即 k≤rk<k+1k\le\sqrt{rk}<k+1,故 x=rkx=\sqrt{rk} 满足 ⌊x⌋=k\lfloor x\rfloor=k,是 x2=r⌊x⌋x^2=r\lfloor x\rfloor 的真实解。