高斯函数

本部分内容不在考纲中。

高斯函数

表示实数 的整数部分,即不超过 的最大整数,通常称 为取整函数,又称高斯函数。

小数部分函数:记 ,则称 为小数部分函数。

高斯函数常用性质

思想方法

与高斯函数相关的求解类问题,例如解方程等,一般考虑先求出 的范围,然后枚举代回求解。

例题

1

计算

可以考虑到反向相加。

由于 大概是一个素数,没有整除的时候,因此总是要损失一些小数部分,而 ,并且两者都是小数,则其小数部分和为 ,总损失值即为

故而:

实质上:

从损失的小数部分的和进行考虑。

2

对于任意 ,计算

稍微拆开一下,

在 C++ 中,对小数进行四舍五入的一个简单操作是:,因此这个操作实质上是四舍五入了。

而事实上,,可以考虑 ,有 ,若 则进位成立,若 则去尾成立。

可以利用这个做裂项。

,求和即得 ,当 足够大时后者即为 ,因此原式即为

3

,证明

可以发现一定是一奇一偶。

为奇数时,可以考虑倒序相加,,与第一题是一样的,会损失 ,因此即得 ,考虑到有 项,则有 组,即得。

为偶数,有 组配对,而还有一个单独的 ,对于已配对的依然是 ,而对于 ,由于 是奇数,直接有 则整体为

证毕。

4

,证明

引理:,若 ,则 证明:设 ,由该结论,证毕。

根据引理,只需证明 ,左式平凡地成立,对于右式:,即成立。

5

对于 ,证明

不难发现,当 时,即为 ,这个结论原来是用讨论证明的。这里也可以用类似数学归纳法的方法,讨论

,即证 恒成立。

可以证明 ,只需证明对于 时成立。但这依然没有改变需要讨论的情况。

有趣的是,可以证明 ,只需证明 上成立,不难发现此时 显然成立。

6

求方程 的实数解。

与高斯函数相关的求解类问题,例如解方程等,一般考虑先求出 的范围,然后枚举代回求解。

考虑到

因此 ,可以求出 的范围是 所以 ,代入求解 即可。 还要再验证一下。

7

的实数根。

可以直接整数分段讨论。显然单调递增。

时不成立。

时,同样不成立。

再讨论 ,都不成立。

,即得


接下来的例题来自《更高更妙的数学二轮复习》,难度较低。

8

设集合 ,其中 表示不大于 的最大整数,求

集合 中的 范围是容易求出的,那么可以求出对应的 范围:

与高斯函数相关的求解类问题,例如解方程等,一般考虑先求出 的范围,然后枚举代回求解。

,无解。

为合法解。

,无解。

,无解。

,无解。

为合法解。

,无解。

综上,

9

某学校要召开学生代表大会,规定各班每 10 人推选一名代表,当各班人数除以 10 的余数大于 6 时再增选一名代表,那么,各班可推选代表人数 与该班人数 之间的函数关系用 可以表示为: A B C D

首先选出 名代表,除以十的余数大于 6,也就是剩下大于等于 7 人时再赠加一个,则 B 符合题意。

挺直观的。

10

求函数 的值域。

分段讨论。

时,,因此 时,,因此

值域为

11

已知不等式 ,其中 为大于二的整数。 设数列 各项为正,且满足

证明

猜测数列 是否有极限,如果有,写出极限的值。

试确定正整数 ,当 时,


给出了一个调和级数和的不等式。

那么很自然地,我们想要构造出这个形式。

,累加即可得到 ,即证毕。


考虑 时,利用上式有


,只需证 ,当 时,即要求 ,当 时成立,故

这里一个有意思的点是 能不能取到,考虑 ,因此 应当是可取的。

不过这毕竟只是一个充分条件,因为没有确定 下界的不等式。

背诵内容(Anki 同步)

关系?

关系?

关系?

关系?

关系?( 为正实数)

关系?(

关系?(

,且 ,则

,且 ,则

证明思路? 构造 证明 ,再证 即可。