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第2题

设 α\alpha、β\beta 为正实数。Emerald 在坐标平面中从原点 (0,0)(0,0) 出发进行一次旅行。每分钟她向上移动一个单位或向右移动一个单位,并将自己限制在坐标平面的区域 ∣x−y∣<2025|x-y|<2025 内。当她到达点 (x,y)(x,y) 时,就在该点写下整数 ⌊xα+yβ⌋\lfloor x\alpha+y\beta\rfloor。结果发现 Emerald 恰好把每个非负整数都写了一次。求所有使这样的旅行成为可能的数对 (α,β)(\alpha,\beta)。
第 5/6 步:满足 α+β=2 的每个数对都可实现
xn=⌈n2⌉, yn=⌊n2⌋  ⟹  zn=nx_n=\left\lceil\frac{n}{2}\right\rceil,\ y_n=\left\lfloor\frac{n}{2}\right\rfloor\implies z_n=n
详细分析

反之,设 α≥β\alpha\ge\beta 且 α+β=2\alpha+\beta=2,则 0<β≤1≤α<20<\beta\le1\le\alpha<2。取路径 xn=⌈n/2⌉x_n=\lceil n/2\rceil,yn=⌊n/2⌋y_n=\lfloor n/2\rfloor,它始终满足 ∣xn−yn∣≤1<2025|x_n-y_n|\le1<2025。若 nn 为偶数,zn=⌊n2(α+β)⌋=nz_n=\lfloor\frac n2(\alpha+\beta)\rfloor=n。若 nn 为奇数,zn=⌊n+12α+n−12β⌋=⌊n+α−β2⌋=nz_n=\left\lfloor\frac{n+1}2\alpha+\frac{n-1}2\beta\right\rfloor=\left\lfloor n+\frac{\alpha-\beta}2\right\rfloor=n,因为 0≤α−β<20\le\alpha-\beta<2 使小数部分落在 [0,1)[0,1) 内。因此该路径把每个非负整数恰好实现一次。