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记录一道题的做法

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证明:对正整数n和正实数x,
sigma(x*[i/x]-(x+1)*[i/(x+1)] , i , 1 , n )≤n


1楼2014-01-26 21:06回复
    对正实数a,b,我们定义a mod b = a-b*[a/b]
    则显然只需证sigma((i mod x+1) - (i mod x) , i , 1 , n)≤n
    我们划两条表示[0,n]的区间的线段,在第一条标出x的整数倍的点,在第二条标出x+1的整数倍的点
    然后,我们假设第一条线段中有u个点被标出,第二条有v个,则u≥v
    这样我们要证的命题就是,第二条线段中,每个整点到左侧离它最近的整点的距离和(1),
    不超过第一条的和+n
    我们称第二条线段被标出的点划分为若干段:第一段,第二段,……(不含端点)
    第一条也这样划分
    那么第二条线段的第i段就是第一条的第i段平移整数个单位后向右延伸1个单位长度。
    其内部整点的数目就是比第一条的多一个。
    第二条线段第i段内部整点对应在(1)中的距离,除了最右端那个,都在第一条线段第i段中有一条等长的距离对应。
    这样,第二条线段所有整点对应的距离和,减去第一条线段的,不会超过每一段最右端的点到左侧对应的标记点的距离和(实际上,第二条线段的第v段甚至可能每个整点都能在第一条中找到对应的,就是说,本应是最右端的那个点跑出区间外。如果第一条线段第u段没法完全对应第v段,说明第一条线段总的整点数都比第二条少,这不可能)
    考虑第二条线段每一段中最右端的点与该段左端点的连线,这些线段都位于总线段内部,而且分别属于那些小段,所以互不相交。
    线段长的总和就不会超过总长,也就是n。
    这样就证完了


    2楼2014-01-26 23:10
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