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第3题

求所有正整数 k<202k<202,使得存在正整数 nn 满足 {n202}+{2n202}+⋯+{kn202}=k2,\left\{\frac{n}{202}\right\}+\left\{\frac{2n}{202}\right\}+\cdots+\left\{\frac{kn}{202}\right\}=\frac{k}{2}, 其中 {x}\{x\} 表示 xx 的小数部分。(即 {x}\{x\} 是满足 0≤r<10\le r<1 且 x−rx-r 为整数的实数 rr。)
第 4/5 步:为每个候选 k 给出 n
k=201,n=1;k=100,n=2;k=101,n=51k=201,n=1;\quad k=100,n=2;\quad k=101,n=51
详细分析

当 k=201k=201 时取 n=1n=1:n,2n,…,knn,2n,\ldots,kn 模 202202 的余数为 1,2,…,2011,2,\ldots,201,平均为 101101。当 k=100k=100 时取 n=2n=2:余数为 2,4,…,2002,4,\ldots,200,平均也是 101101。当 k=101k=101 时取 n=51n=51;把 101101 个余数分成 2525 组每组四个再加一个余项,每组平均稳步上升,直接计算可确认总平均恰为 101101。