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初中数学竞赛辅导 专题六:取整函数
一、 基础知识
定义:设,用表示不大于的最大整数,则称为高斯函数,也叫取整函数;
任一实数都能写成整数部分与非负纯小数之和,即,这里,为的整数部分,记为的小数部分。
性质:
由、的定义不难得到如下性质:
(1)对任意实数,都有.
(2)对任意实数,都有.
(3)显然,的定义域是R,值域是Z。的定义域为R,值域为。
从函数的图象可以看出,的图象由成阶梯形的等长平行线段组成,函数不减,即若则,其图像如图I -1;
的图象由端点位于轴上整点的无数条与平行的线段组成,I -2.
图Ⅰ—1 图Ⅰ—2
(4).其中.
(5);特别地,
(6),其中;一般有;特别地,
.
(7)
(8)若,则;当时,;
(9)若整数适合(是整数,),则;
(9)是正实数,是正整数,则在不超过的正整数中,的倍数共有个;
(10)设为任一素数,在中含的最高乘方次数记为,则有:
。
证明:由于是素数,所有中所含的方次数等于的各个因数所含的方次数之总和。由性质10可知,在中,有个的倍数,有个的倍数,有个的倍数,,当时,,所以命题成立。
高斯函数是非常重要的数学概念。它的定义域是连续的,值域却是离散的,高斯函数关联着连续和离散两个方面,因而有其独特的性质和广泛的应用。
解决有关高斯函数的问题需要用到多种数学思想方法,其中较为常见的有分类讨论(例如对区间进行划分)、命题转换、数形结合、凑整、估值等等。
二、 例题选讲
1. 用表示不超过的最大整数,则
2. 若设,则可以取值的个数是( )
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
3. 正整数 小于100,并且满足等式,则这样的正整数有( )个
A . 2 B. 3 C. 12 D. 16
4.计算:的值。
解:由题意得:对于任意的,
说明:本例采用了分组凑整的思想。
5.解方程。
解:令 ,则,带入原方程整理得:,由高斯函数的定义有,解得:,则。
若,则;若,则。
注:本例中方程为型的,通常运用高斯函数的定义和性质并结合换元法求解。
6、求方程
解:
经检验知,这四个值都是原方程的解.
7、求出的个位数字
解:先找出的整数部分与分数部分.
=
其中分母的个位数字为3,分子的个位数字为9,故商的个位数字为3.
8、在数列中有多少个不同的数?
分析:我们注意到第一项为0,若每两项的差不超过1,则所有满足此条件的数均能取到,不存在跳跃现象,若每两项的差大于1,则每个项均不同于前面的项。
令通项为;则去除取整符号的相邻两项为
它们的间隔;
于是此题中共有495+991=1486个整数
三、 课堂练习
1、
2、 满足方程 的整数解 的个数是()
A 1 B 2 C 3 D 4
3、 方程 的正整数解的个数为()
A 5 B 4 C 3 D 2
4、 求的所有解的和。
5、 方程组的解是 ()
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