高斯函数
本部分内容不在考纲中。
高斯函数
用 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
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对任意实数 ,有 ,且
-
的定义域为 ,值域为 , 的定义域为 ,值域为
-
对任意实数 ,有 ,
-
是不减函数,若 ,则有
-
是以 为最小正周期的周期函数
-
,,其中
-
,,,
-
特别地,,
-
-
,其中 为正实数
-
,
-
特别地,,
-
-
,其中
-
证明:不妨设
-
-
-
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若 ,且 ,则
-
若 ,且 ,则
-
-
更一般的结论:
对于 ,,证明
-
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。
当 为奇数时,可以考虑倒序相加,,与
当 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
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
令 ,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
求 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。
则 ,,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 和 ,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。
当 时,,因此 当 时,,因此 ,
则 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 即
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)
与 关系?
与 关系?
与 关系?
与 关系?
与 关系?( 为正实数)
与 关系?()
与 关系?( )
若 ,且 ,则 ?
若 ,且 ,则 ?
证明思路? 构造 证明 ,再证 即可。