MathLabs

第1题

求所有实数 α\alpha,使得对每个正整数 nn,整数 ⌊α⌋+⌊2α⌋+⌊3α⌋+⋯+⌊nα⌋\lfloor\alpha\rfloor+\lfloor2\alpha\rfloor+\lfloor3\alpha\rfloor+\cdots+\lfloor n\alpha\rfloor 都能被 nn 整除。
第 3/4 步:情形 0 < alpha < 1 失败
通俗地说

对于较小的正alpha,在alpha的累计和最终超过1之前,每个取整值都为0,因此总和恰好一次等于1,不可能被任何不小于2的m整除。

0<α<1  ⟹  S(m,α)=10<\alpha<1\implies S(m,\alpha)=1
详细分析

若 0<α<10<\alpha<1,设 m≥2m\ge2 为满足 mα≥1m\alpha\ge1 的最小整数;则对 i=1,…,m−1i=1,\ldots,m-1 有 ⌊iα⌋=0\lfloor i\alpha\rfloor=0,且 ⌊mα⌋=1\lfloor m\alpha\rfloor=1(因为 α<1\alpha<1 迫使 mα<mm\alpha<m,而由最小性实际上 mα<2m\alpha<2,故取整值恰为 11),从而 S(m,α)=1S(m,\alpha)=1,它不能被 m≥2m\ge2 整除。这与所要求的性质矛盾。