浙江大学 2023年强基第5题
📝 题目
已知 $x, y \in N^{*}$ ,且 $x, y \in[1,1897]$ ,且 $\displaystyle \left[\frac{x^{2}}{y}\right]+1$ 为 $x$ 的倍数,则整数对 $(x, y)$ 个数为( )。 A. 2898 B. 3793 C. 4686 D. 5133
💡 答案解析
B,解:$\displaystyle \left[\frac{x^{2}}{y}\right]+1=k x \Leftrightarrow \frac{x}{y}\lt k \leqslant \frac{x}{y}+\frac{1}{x}$ ,(或写成:$\displaystyle \frac{x}{k}\lt y \leqslant \frac{x}{k-\frac{1}{x}}$ ) (1)$x=1$ 时,$y$ 可以取任意正整数,$(x, y)$ 个数为 1897 (2)对于 $x \geqslant 2$ 时,我们从 $\displaystyle \frac{x}{y}\lt k \leqslant \frac{x}{y}+\frac{1}{x}$ 考虑,首先可以排除 $y \leqslant x$ ,在此基础上我们可确定:$y \geqslant x+1$同时,$\displaystyle \frac{x}{y}+\frac{1}{x} \geqslant 1$ ,即 $\displaystyle y \leqslant \frac{x^{2}}{x-1}=x+1+\frac{1}{x-1}$ 所以:$x=2$ 时,$(x, y) 2$ 个, $1896 \geqslant x \geqslant 3$ 时,都一个 总数 $=1897+2+1894=3793$ ,答案选B。
📋 详细解题步骤
步骤 1/5
目标:将条件转化为不等式
设 [x²/y] + 1 = kx,则 k 为正整数。由取整性质得 kx - 1 < x²/y ≤ kx,即 x²/y ≤ kx < x²/y + 1,整理得 x/y < k ≤ x/y + 1/x。
公式:x/y < k ≤ x/y + 1/x
提示:注意取整不等式方向
步骤 2/5
目标:分类讨论 x=1 的情况
当 x=1 时,不等式为 1/y < k ≤ 1/y + 1,对任意 y∈[1,1897] 存在 k=1 满足,故 (1,y) 有 1897 个。
提示:x=1 时 k 恒为 1
步骤 3/5
目标:分析 x≥2 时 y 的范围
由 x/y < k 且 k 为正整数,得 y > x/k,又 k ≤ x/y + 1/x,结合 y 整数,可推出 y ≥ x+1。同时由 k≥1 得 x/y + 1/x ≥ 1,即 y ≤ x²/(x-1) = x+1 + 1/(x-1)。
公式:x+1 ≤ y ≤ x+1 + 1/(x-1)
提示:注意 y 为整数
步骤 4/5
目标:确定 x≥2 时 y 的可能取值
当 x=2 时,y 范围 3 ≤ y ≤ 3+1=4,即 y=3,4,共 2 个。当 x≥3 时,y 范围 x+1 ≤ y ≤ x+1(因为 1/(x-1)<1),唯一 y=x+1,共 1 个。
提示:x≥3 时 y 唯一
步骤 5/5
目标:计算总个数
x=1 有 1897 个;x=2 有 2 个;x=3 到 1897 共 1895 个 x,每个 1 个,共 1895 个。总和 1897+2+1895=3794?注意 x 范围 1 到 1897,x≥3 时 x 从 3 到 1897 共 1895 个,但题目中 x=1897 时 y=1898 超出范围?检查:y≤1897,x=1897 时 y=x+1=1898 超出,故 x=1897 无解。实际 x≥3 且 x≤1896 共 1894 个。总数 1897+2+1894=3793。
提示:注意 y 上限 1897
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