2023 AIME I 第 10 题
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10.
存在唯一的正整数 ,使得和 是一个严格介于 和 之间的整数。对这个唯一的 ,求 。
(注: 表示小于或等于 的最大整数。)
There exists a unique positive integer for which the sum is an integer strictly between and For that unique find
(Note that denotes the greatest integer that is less than or equal to )
小提示:
不考虑取整时,和为 ;存在一个整数 使它恰好为 。
Without the floor the sum is there is an integer making it exactly
大提示:
对这个 ,,而余数以 为周期重复。
For that and the residues repeat with period
解答:
先忽略取整, ,它恰好为零当且仅当 ,这是整数。对任何其他整数 ,原始和的绝对值至少为 ,而取整使总和改变小于 ,所以只有 可能让 严格介于 和 之间。
当 时,每一项等于 ,其中 ,所以 。因为 ,有 ,当 时余数分别为 ,每五项和为 。由于 ,剩余的 项贡献 ,所以 。
因此 ,确实严格介于 和 之间,并且 。
Ignoring the floors, vanishes exactly when an integer. For any other integer the raw sum has absolute value at least while taking floors changes the total by less than so only can put strictly between and
With each term is with so Since we have whose residues for are summing to per block of five. With the leftover terms contribute so
So which indeed lies strictly between and and
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