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第5题

求所有从正整数集到正整数集的函数 ff,使得对任意正整数 aa 和 bb,都存在边长为 aa、f(b)f(b) 和 f(b+f(a)−1)f(b+f(a)-1) 的非退化三角形。(三角形非退化是指其顶点不共线。)
第 3/4 步:归纳证明 f 完全是等差的
f(n)=1+(n−1)Δ  for every n≥1f(n)=1+(n-1)\Delta\ \text{ for every } n\ge1
详细分析

用归纳法证明对所有 n≥1n\ge1 都有 f(n)=1+(n−1)Δf(n)=1+(n-1)\Delta;此式对 n=1n=1(因 f(1)=1f(1)=1)与 n=2n=2(由 Δ\Delta 的定义)成立。设其对某个 n≥2n\ge2 成立。则 f(n−1)=1+(n−2)Δ≠1+nΔ=f(n)+Δf(n-1)=1+(n-2)\Delta\ne1+n\Delta=f(n)+\Delta(二者相差 2Δ≠02\Delta\ne0),故第2步中的另一种可能"f(n−1)=f(n)+Δf(n-1)=f(n)+\Delta"不可能成立;因此 f(n+1)=f(n)+Δ=1+nΔ=1+((n+1)−1)Δf(n+1)=f(n)+\Delta=1+n\Delta=1+((n+1)-1)\Delta,归纳完成。