高中数学竞赛专题精讲28高斯函数(含答案)
高中数学竞赛校本教材【全套共30讲】(原创Word版,含答案,278页)
高中数学竞赛校本教材目录§1数学方法选讲（1） (1)§2数学方法选讲（2） (11)§3集合 (22)§4函数的性质 (30)§5二次函数(1) (41)§6二次函数(2) (55)§7指、对数函数,幂函数 (63)§8函数方程 (73)§9三角恒等式与三角不等式 (76)§10向量与向量方法 (85)§11数列 (95)§12递推数列 (102)§13数学归纳法 (105)§14不等式的证明 (111)§15不等式的应用 (122)§16排列，组合 (130)§17二项式定理与多项式 (134)§18直线和圆，圆锥曲线 (143)§19立体图形，空间向量 (161)§20平面几何证明 (173)§21平面几何名定理 (180)§22几何变换 (186)§23抽屉原理 (194)§24容斥原理 (205)§25奇数偶数 (214)§26整除 (222)§27同余 (230)§28高斯函数 (238)§29覆盖 (245)§29涂色问题 (256)§30组合数学选讲 (265)§1数学方法选讲（1）同学们在阅读课外读物的时候，或在听老师讲课的时候，书上的例题或老师讲解的例题他都能听懂，但一遇到没有见过面的问题就不知从何处入手。
看来，要提高解决问题的能力，要能在竞赛中有所作为，首先得提高分析问题的能力，这就需要学习一些重要的数学思想方法。
例题讲解一、从简单情况考虑华罗庚先生曾经指出：善于“退”，足够的“退”，退到最原始而又不失去重要性的地方，是学好数学的一个诀窍。
从简单情况考虑，就是一种以退为进的一种解题策略。
高斯函数—解答
高斯函数一、基本知识定义：设R x ∈,用[]x 表示不超过x 的最大整数,则[]x y =称为高斯函数.函数的定义域为R ,值域为Z .任一实数都能写成整数部分与非负纯小数之和,即[]α+=x x ()10<≤α,因此. [][]1+<≤x x x 。
我们称[]x 为x 的整数部分，称{}[]x x x -=为x 的小数部分。
函数{}x y =的定义域为R ，值域为[)1,0。
二、性质1. 函数[]x y =是不减函数,即当21x x ≤时,有[][]21x x ≤；2. [][]11+<≤<-x x x x ；3. [][]n x n x Z n +=+⇔∈；4. [][][]y x y x +≤+，{}{}{}y x y x +≥+； 推广：（1）[][][][]n n x x x x x x +++≤+++ 2121 （2）[][]nx x n ≤ ()N n ∈5. 若0,0≥≥y x ，则[][][]y x xy ≥；6. 若0,1>≥y x ，则[][]x y x y ≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡；7. []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡n x n x （其中*N n ∈） 8. （1）若121≥-x x ，则存在整数k ，使[][]12121x k x x k x ≤≤+⇒≤<；（2）[][][][]110212121+==⇒<-≤x x x x x x 或； （3）[][]12121<-⇒=x x x x9. [][]()[]()⎩⎨⎧∉--∈-=-Z x x Z x x x 110. [][]1,,-+=+⇒∈+∉y x y x Z y x Z y x ；11. 若整数b a ,满足r bq a += ()b r r q b <≤>0,,,0是整数，则q b a =⎥⎦⎤⎢⎣⎡；12. [][]x x x 221=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++；13. 设1>x ，m 为正整数，则从1到x 的整数中，m 的倍数有⎥⎦⎤⎢⎣⎡m x 个；14. 设为p 任一质数，在!n 中含p 的最高乘方次数记为()!n p ，则()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=m p n p n p n n p 2! ()1+<≤m m p n p例1．求!30的标准分解式。
高斯函数_x_在高中数学竞赛中的应用
17 2
和
x
=
37 是原方程的 2
根.
例 4 用[ x ] 表示不大于实数 x 的最大整
数 ,方程 lg2 x - [lg x ] - 2 = 0 的实根个数是
. (1995 年全国高中数学联赛)
分析 : 这是一个含高斯函数 [lg x ] 的方程 ,
利用高斯函数性质 [lg x ] ≤lg x , 将解方程问题
2. 考察逻辑思维 , 演绎推理论证的能力应 把握一个度. 不可否认 , 数学是逻辑化最突出的 学科 ,推理能力的水平是学生数学水平的标志 之一. 但试题连续在第 18 题 (1) ,20 (2) ,21 (3) 三个大题都出现证明题 , 实在是有点太过头了. 更何况考证明题的弱点是给有的考生以投机取
巧的机会 , 省略中间过程 , 东拉西扯 , 最后还似 乎得到结果 ,给教师评卷也带来一些困难. 笔者 评阅第 20 题就发现考生的证明五花八门 , 让评
阅老师如同雾里看花 , 看得头晕眼花 , 苦不堪 言. 时间紧 ,任务重 ,评判失误就在所难免.
3. 以平面几何模型为背景的应用题第 17 题这本来是一个很好的问题 , 因为几何学的发 展就是以测量土地等为基础的 , 但是命题者对 学生的基本情况缺乏深刻的把握. 问题出在 :其 一 ,很多学生由于初中平面几何知识不过关 , 作 不出辅助线 , 导致无从下手 ; 其二 , 此题只需初 中水平的学生就可以解决. 高考后我找了居住 在自己小区的三个初中毕业生作此题 , 有两个 学生就用巧作一根垂直于 CD 的直线构成直角 三角形 ,用勾股定理建立方程就解决了.
高中数学竞赛讲义(全套)
高中数学竞赛资料一、高中数学竞赛大纲全国高中数学联赛全国高中数学联赛（一试）所涉及的知识范围不超出教育部2000年《全日制普通高级中学数学教学大纲》中所规定的教学要求和内容，但在方法的要求上有所提高。
全国高中数学联赛加试全国高中数学联赛加试（二试）与国际数学奥林匹克接轨，在知识方面有所扩展；适当增加一些教学大纲之外的内容，所增加的内容是：1.平面几何几个重要定理：梅涅劳斯定理、塞瓦定理、托勒密定理、西姆松定理。
三角形中的几个特殊点：旁心、费马点，欧拉线。
几何不等式。
几何极值问题。
几何中的变换：对称、平移、旋转。
圆的幂和根轴。
面积方法，复数方法，向量方法，解析几何方法。
2.代数周期函数，带绝对值的函数。
三角公式，三角恒等式，三角方程，三角不等式，反三角函数。
递归，递归数列及其性质，一阶、二阶线性常系数递归数列的通项公式。
第二数学归纳法。
平均值不等式，柯西不等式，排序不等式，切比雪夫不等式，一元凸函数。
复数及其指数形式、三角形式，欧拉公式，棣莫弗定理，单位根。
多项式的除法定理、因式分解定理，多项式的相等，整系数多项式的有理根*，多项式的插值公式*。
n次多项式根的个数，根与系数的关系，实系数多项式虚根成对定理。
函数迭代，简单的函数方程*3. 初等数论同余，欧几里得除法，裴蜀定理，完全剩余类，二次剩余，不定方程和方程组，高斯函数[x]，费马小定理，格点及其性质，无穷递降法，欧拉定理*，孙子定理*。
4.组合问题圆排列，有重复元素的排列与组合，组合恒等式。
组合计数，组合几何。
抽屉原理。
容斥原理。
极端原理。
图论问题。
集合的划分。
覆盖。
平面凸集、凸包及应用*。
注：有*号的内容加试中暂不考，但在冬令营中可能考。
二、初中数学竞赛大纲1、数整数及进位制表示法，整除性及其判定；素数和合数，最大公约数与最小公倍数；奇数和偶数，奇偶性分析；带余除法和利用余数分类；完全平方数；因数分解的表示法，约数个数的计算；有理数的概念及表示法，无理数，实数，有理数和实数四则运算的封闭性。
高斯函数[x]性质及其应用
![高斯函数[x]性质及其应用](https://img.taocdn.com/s3/m/29d2a1e30408763231126edb6f1aff00bed570c3.png)
高斯函数ｘ[]性质及其应用文贵双(甘肃省天水市一中㊀７４１０００)摘㊀要:高斯函数是一个有名的特殊的函数.教材以及各类考试中经常出现有关高斯函数的试题.文章列举了高斯函数的性质ꎬ举例说明高斯函数在考试中的各种应用.关键词:高斯函数ꎻ高考试题ꎻ教材中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２１)０４－００５１－０３收稿日期:２０２０－１１－０５作者简介:文贵双(１９６４.１１－)ꎬ男ꎬ甘肃省天水人ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀高考试题根植于教材ꎬ但又不断创新ꎬ将教材内容与高等数学巧妙结合ꎬ成为高考㊁竞赛的热点.高斯函数就是一个好的结合点ꎬ高斯函数出现在教材的习题中ꎬ各类考试中都有高斯函数的 倩影 ꎬ此类问题新颖灵活ꎬ能更好考查学生的思维品质和数学素养.高斯函数也叫取整函数.取整函数ｘ[]表示不大于ｘ的最大整数ꎬ且由于对于任意的实数ｘꎬ对应的函数值ｘ[]都是整数ꎬ故称函数ｙ＝ｘ[]为取整函数.ｘ[]满足下面几条简单性质(１)ｘ[]是整数.(２)ｘ[]ɤｘ<ｘ[]＋１.(３)取整函数是一个不减函数ꎬ即对任意ｘ１ꎬｘ２ɪＲꎬ若ｘ１<ｘ２ꎬ则ｘ１[]ɤｘ２[](４)若ｘꎬｙɪＲꎬ则ｘ[]＋ｙ[]ɤｘ＋ｙ[]ɤｘ[]＋ｙ[]＋１(５)若ｎ是正整数ꎬｘɪＲꎬ则ｎｘ[]ȡｎｘ[](６)若ｍ是整数ꎬ则ｘ＋ｍ[]＝ｘ[]＋ｍꎬｙ＝ｘ[]的图象如图１所示.其图象是一组阶高为１的平行与ｘ轴的线段ꎬ不包括右端点ꎬ这组平行线段成阶梯状ꎬ故取整函数亦称阶梯函数.而函数ｆ(ｘ)＝ｘ－ｘ[]称为ｘ的非负纯小数部分ꎬ并用 ｘ{} 表示.任意一个实数都能写成整数与非负纯小数之和ꎬ即:ｘ＝ｘ[]＋ｘ{}ꎬ其中ｘ{}ɪ[０ꎬ１)称为小数部分函数.ｆ(ｘ)＝ｘ－ｘ[]图象如图２所示ꎬ是一个周期函数.高斯函数ｘ[]是一个非常有趣的数论函数ꎬ在许多数学分支中都有广泛的应用ꎬ在高中数学竞赛和高考试题中也经常出现与高斯函数有关的试题.由于高斯函数ｘ[]性质不如初等函数(利如二次函数ꎬ指数函数㊁对数函数㊁三角函数)多ꎬ使用起来不方便.所以涉及取整函数ｘ[]的题目ꎬ有其特殊的技巧ꎬ下面举例说明其解法.㊀㊀一㊁有关高斯函数求值题例１㊀Ｓｎ为等差数列{ａｎ}的前ｎ项和ꎬ且ａ１＝１ꎬＳ７＝２８.记ｂｎ＝[ｌｇａｎ]ꎬ其中[ｘ]表示不超过ｘ的最大整数ꎬ如[０.９]＝０ꎬ[ｌｇ９９]＝１.(１)求ｂ１ꎬｂ１１ꎬｂ１０１ꎻ(２)求数列{ｂｎ}的前１０００项和.解㊀(１)设ａｎ{}的公差为ｄꎬＳ７＝７ａ４＝２８ꎬ由ａ４＝４ꎬ得ｄ＝ａ４－ａ１３＝１ꎬａｎ＝ａ１＋(ｎ－１)ｄ＝ｎ.故ｂ１＝ｌｇａ１[]＝ｌｇ１[]＝０ꎬｂ１１＝ｌｇａ１１[]＝ｌｇ１１[]＝１ꎬｂ１０１＝ｌｇａ１０１[]＝ｌｇ１０１[]＝２.(２)记ｂｎ{}的前ｎ项和为Ｔｎꎬ则Ｔ１０００＝ｂ１＋ｂ２＋ ＋ｂ１０００＝ｌｇａ１[]＋ｌｇａ２[]＋ ＋ｌｇａ１０００[].当０ɤｌｇａｎ<１时ꎬｎ＝１ꎬ２ꎬ ꎬ９ꎻ当１ɤｌｇａｎ<２时ꎬｎ＝１０ꎬ１１ꎬ ꎬ９９ꎻ当２ɤｌｇａｎ<３时ꎬｎ＝１００ꎬ１０１ꎬ ꎬ９９９ꎻ当ｌｇａｎ＝３时ꎬｎ＝１０００.故Ｔ１０００＝０ˑ９＋１ˑ９０＋２ˑ９００＋３ˑ１＝１８９３例２㊀求ｌｏｇ２１[]＋ｌｏｇ２２[]＋ｌｏｇ２３[]＋ ＋ｌｏｇ２２０１２[]的值.解㊀ｌｏｇ２１[]＝０ꎬｌｏｇ２２[]＝１ꎬｌｏｇ２３[]＝１ꎬｌｏｇ２４[]＝ｌｏｇ２５[]＝ｌｏｇ２６[]＝ｌｏｇ２７[]＝２ꎬ当２ｋɤｎ<２ｋ＋１时ꎬｌｏｇ２ｎ[]＝ｋꎬｋꎬｎ是自然数ꎬ故有:１５原式＝０＋１ˑ(２２－２)＋２ˑ(２３－２２)＋ ＋９ˑ(２１０－２９)＋１０ˑ(２０１２－１０２３)＝１ˑ２＋２ˑ２２＋３ˑ２３＋ ９ˑ２９＋９８９０＝８１９４＋９８９０＝１８０８４评注例１ꎬ例２不需要什么技巧ꎬ只要理解取整函数的概念即可解决问题.㊀㊀二㊁有关高斯函数图象题例３㊀已知ｘɪＲꎬ若函数ｆ(ｘ)＝ｘ[]ｘ－ａꎬ(ｘʂ０)有且有３个零点ꎬ则ａ的取值范围是(㊀㊀).Ａ.３４ꎬ４５æèç]ɣ４３ꎬ３２[öø÷㊀㊀Ｂ.３４ꎬ４５[]ɣ４３ꎬ３２[]Ｃ.１２ꎬ２３æèç]ɣ５４ꎬ３２[öø÷Ｄ.１２ꎬ２３[]ɣ５４ꎬ３２[]图３解㊀ｆ(ｘ)＝ｘ[]ｘ－ａ的零点ꎬ就是方程ｘ[]＝ａｘꎬ(ｘʂ０)的根ꎬ即为函数ｙ＝ｘ[]ꎬｙ＝ａｘꎬ(ｘʂ０)交点的横坐标.作出两函数图象可知选Ａ.例４㊀已知ｘɪＲꎬ符号ｘ[]表示不超过ｘ的最大整数.若函数ｆ(ｘ)＝ｘ－ｍ[]ｘ－ｍꎬ其中ｍɪＮ∗ꎬ则给出以下四个结论其中正确的是(㊀㊀).Ａ.函数ｆ(ｘ)在ｍ＋１ꎬ＋¥()上的值域为１２ꎬ１æèç]Ｂ.函数ｆ(ｘ)图象关于直线ｘ＝ｍ对称Ｃ.函数ｆ(ｘ)在ｍꎬ＋¥()是减函数Ｄ.函数ｆ(ｘ)在ｍ＋１ꎬ＋¥()上的最小值为１２.图４解㊀函数ｆ(ｘ)＝ｘ[]ｘ中ꎬ当０<ｘ<１时ꎬｆ(ｘ)＝０ꎻ当１ɤｘ<２时ꎬｆ(ｘ)＝１ｘꎻ当２ɤｘ<３时ꎬｆ(ｘ)＝２ｘꎻ 函数ｆ(ｘ)＝ｘ[]ｘ在(０ꎬ＋¥)值域是１２ꎬ１æèç]ꎬ将函数ｆ(ｘ)＝ｘ[]ｘ的图象向右平移ｍ个单位得到ｆ(ｘ)＝ｘ－ｍ[]ｘ－ｍ的图像ꎬ故选Ａ.评注㊀熟练地掌握函数ｙ＝ｘ[]ꎬｆ(ｘ)＝ｘ－ｘ[]ꎬｆ(ｘ)＝ｘ[]ｘ的图像ꎬ由图定夺.㊀㊀三㊁有关高斯函数方程题例５㊀解方程５＋６ｘ８[]＝１５ｘ－７５解㊀令１５ｘ－７５＝ｎ(ｎɪＺ)ꎬ则ｘ＝５ｎ＋７１５ꎬ代入原方程得:１０ｎ＋３９４０[]＝ｎꎬ由取整函数的定义有０ɤ１０ｎ＋３９４０－ｎ<１ꎬ解得:－１３０<ｎɤ１３１０ꎬ则ｎ＝０ꎬ１.当ｎ＝０时ꎬ则ｘ＝７１５ꎻ当ｎ＝１时ꎬ则ｘ＝４５.例６㊀解方程１＋ｘ２[]＋３－２ｘ[]＝２解㊀设１＋ｘ２[]＝ｎꎬ３－２ｘ[]＝ｍꎬ则原方程ｎ＋ｍ＝２ꎬ且有ｎɤ１＋ｘ２<ｎ＋１ꎬｍɤ３－２ｘ<ｍ＋１ꎬ即２ｎ－１ɤｘ<２ｎ＋１ꎬ１－ｍ２<ｘɤ３－ｍ２ꎬ结合这两个不等关系ꎬ得１－ｍ２<２ｎ＋１２ｎ－１ɤ３－ｍ２ìîíïïïïꎬ即－ｍ<４ｎ４ｎ<５－ｍ{ꎬ又ｍ＝２－ｎꎬ解得ｎ＝０ꎬｎ＝１ꎬ进而可得ｎ＝０ｍ＝２{ꎬｎ＝１ｍ＝１{ꎬ得到方程的解为０<ｘɤ１２与ｘ＝１.评注㊀型如ａｘ＋ｂ[]＝ｃｘ＋ｄ或ａｘ＋ｂ[]＋ｃｘ＋ｄ[]＝ｅ的方程通常利用取整函数的定义与性质ꎬ结合换元法求解.㊀㊀㊀四㊁有关高斯函数的数列题例７㊀记[ｘ]为不超过实数ｘ的最大整数ꎬ例如ꎬ[２]＝２ꎬ[１.５]＝１ꎬ[－０.３]＝－１.设ａ为正整数ꎬ数列ｘｎ{}满足ｘ１＝ａꎬｘｎ＋１＝[ｘｎ＋[ａｘｎ]２](ｎɪＮ∗)ꎬ现有下列命题:①当ａ＝５时ꎬ数列ｘｎ{}的前３项依次为５ꎬ３ꎬ２ꎻ②对数列ｘｎ{}都存在正整数ｋꎬ当ｎȡｋ时总有ｘｎ＝ｘｋꎻ③当ｎȡ１时ꎬｘｎ>ａ－１ꎻ④对某个正整数ｋꎬ若ｘｋ＋１ȡｘｋꎬ则ｘｎ＝[ａ].其中的真命题有.(写出所有真命题的编号)解㊀当ａ＝５时ꎬｘ１＝ａ＝５ｘ２＝５＋５５２＝３ꎬｘ３＝２５[３＋[５３]２]＝２ꎬ故①正确ꎻ当ａ＝１时ꎬｘ１＝１ꎬｘ２＝ｘ３＝ ＝ｘｎ＝１ꎬ但当ａ＝３时ꎬｘ１＝３ꎬｘ２＝２ꎬｘ３＝１ꎬｘ４＝２ꎬｘ５＝１ꎬｘ６＝２ꎬｘ７＝１ꎬ ꎬ此时可以看出数列ｘｎ{}ꎬ从第二项起是以２为周期重复出现ꎬ不存在正整数ｋꎬ使得当ｎȡｋ时总有ｘｎ＝ｘｋꎬ故②不正确.对于③ꎬｘ１＝ａ>ａ－１成立ꎬ因ｘｎ是整数ꎬ故若ｘｎ＋ａｘｎ[]是正奇数ꎬ则ｘｎ＋１＝ｘｎ＋ａｘｎ[]－１２>ｘｎ＋ａｘｎ－２２ȡ２ａ－１２>ａ－１ꎬ若ｘｎ＋ａｘｎ[]是正偶数ꎬｘｎ＋１＝ｘｎ＋ａｘｎ[]２>ｘｎ＋ａｘｎ－１２ȡ２ａ－１２>ａ－１.综上知③正确.对于④ꎬ由ｘｋ＋１ȡｘｋ得ａｘｋ[]－ｘｋȡ０ꎬａｘｋ－ｘｋȡａｘｋ[]－ｘｋȡ０ꎬｘｋɤａꎻ结合③有ａ－１<ｘｋɤａꎬ因此有ｘｋ＝ａ[]ꎬ④正确.综上知真命题是①③④.评注㊀本题借用取整函数ꎬ构造一个新数列ꎬ主要考查数列知识的灵活应用和推理论证能力.本题是取整函数(高斯函数)与数列二者交汇而成ꎬ设计新颖ꎬ构思精妙ꎬ难度较大.解此类题的关键是理解函数ｘ[]的意义.㊀㊀参考文献:[１]蒋孝国.数学竞赛中的高斯函数[Ｊ].数学通讯ꎬ２０１５(１９):４５－４８.[责任编辑:李㊀璟]点差法的基本原理及其在高考数学中的简单应用武增明(云南省玉溪第一中学㊀６５３１００)摘㊀要:本文给出点差法的基本原理和点差法的简单应用ꎬ与同仁及同学们共飨.关键词:点差法ꎻ圆锥曲线ꎻ解题研究中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２１)０４－００５３－０３收稿日期:２０２０－１１－０５作者简介:武增明(１９６５.５－)ꎬ男ꎬ云南省玉溪市易门人ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀一㊁点差法的基本原理在研究直线被圆锥曲线截得中点弦问题时ꎬ设出弦端点坐标ꎬ并分别代入圆锥曲线方程得两式ꎬ将其两式相减ꎬ可得弦的斜率与弦的中点坐标之间的关系式ꎬ这种解题方法叫做点差法.如ꎬ圆锥曲线ｍｘ２＋ｎｙ２＝１(ｍꎬｎɪＲꎬ且ｍʂ０ꎬｎʂ０ꎬ)上两点ＰꎬＱꎬ设Ｐ(ｘ１ꎬｙ１)ꎬＱ(ｘ２ꎬｙ２)ꎬ弦ＰＱ的中点Ｍ(ｘ０ꎬｙ０)ꎬ弦ＰＱ的斜率为ｋꎬ则ｍｘ２１＋ｎｙ２１＝１ꎬ①ｍｘ２２＋ｎｙ２２＝１ꎬ②{由①－②ꎬ得ｍ(ｘ１＋ｘ２)(ｘ１－ｘ２)＋ｎ(ｙ１＋ｙ２)(ｙ１－ｙ２)＝０ꎬ又ｘ１＋ｘ２＝２ｘ０ꎬｙ１＋ｙ２＝２ｙ０ꎬｙ１－ｙ２ｘ１－ｘ２＝ｋ(ｘ１ʂｘ２)ꎬ于是ｍｘ０＋ｎｋｙ０＝０ꎬ这一等式建立了圆锥曲线弦的斜率与弦的中点坐标之间的关系式.㊀㊀二㊁点差法的简单应用与弦中点相关的问题有三种ꎬ一是平行弦的中点轨迹ꎻ二是过定点的弦的中点轨迹ꎻ三是过定点且被定点平分的弦所在直线方程.其他问题都是由这三类问题衍生出来的.１.已知弦中点坐标简求弦所在直线方程此类问题是点差法的最基本的简单应用.例１㊀(２００２年高考江苏卷 文理２０)设ＡꎬＢ是双曲线ｘ２－ｙ２２＝１上的两点ꎬ点Ｎ(１ꎬ２)是线段ＡＢ的中点.３５。
高中数学竞赛讲义(全套)
高中数学竞赛资料一、高中数学竞赛大纲全国高中数学联赛全国高中数学联赛（一试）所涉及的知识范围不超出教育部2000年《全日制普通高级中学数学教学大纲》中所规定的教学要求和内容，但在方法的要求上有所提高。
全国高中数学联赛加试全国高中数学联赛加试（二试）与国际数学奥林匹克接轨，在知识方面有所扩展；适当增加一些教学大纲之外的内容，所增加的内容是：1.平面几何几个重要定理：梅涅劳斯定理、塞瓦定理、托勒密定理、西姆松定理。
三角形中的几个特殊点：旁心、费马点，欧拉线。
几何不等式。
几何极值问题。
几何中的变换：对称、平移、旋转。
圆的幂和根轴。
面积方法，复数方法，向量方法，解析几何方法。
2.代数周期函数，带绝对值的函数。
三角公式，三角恒等式，三角方程，三角不等式，反三角函数。
递归，递归数列及其性质，一阶、二阶线性常系数递归数列的通项公式。
第二数学归纳法。
平均值不等式，柯西不等式，排序不等式，切比雪夫不等式，一元凸函数。
复数及其指数形式、三角形式，欧拉公式，棣莫弗定理，单位根。
多项式的除法定理、因式分解定理，多项式的相等，整系数多项式的有理根*，多项式的插值公式*。
n次多项式根的个数，根与系数的关系，实系数多项式虚根成对定理。
函数迭代，简单的函数方程*3.初等数论同余，欧几里得除法，裴蜀定理，完全剩余类，二次剩余，不定方程和方程组，高斯函数[x]，费马小定理，格点及其性质，无穷递降法，欧拉定理*，孙子定理*。
4.组合问题圆排列，有重复元素的排列与组合，组合恒等式。
组合计数，组合几何。
抽屉原理。
容斥原理。
极端原理。
图论问题。
集合的划分。
覆盖。
平面凸集、凸包及应用*。
注：有*号的内容加试中暂不考，但在冬令营中可能考。
二、初中数学竞赛大纲1、数整数及进位制表示法，整除性及其判定；素数和合数，最大公约数与最小公倍数；奇数和偶数，奇偶性分析；带余除法和利用余数分类；完全平方数；因数分解的表示法，约数个数的计算；有理数的概念及表示法，无理数，实数，有理数和实数四则运算的封闭性。
高斯函数
23 代入原方程有5 x 8 31 0, 得x 5 解法二：可由[ x ] x [ x ] 1及5 x 2[ x ] 31 0, 得 31 2[ x ] [ x] 1 26 31 5 不等式组 [ x] 7 7 31 2[ x ] [ x ] 5 23 又[ x ] Z , [ x ] 4, 再代入原方程求出x . 5
(2)当0 lg x 1时, 有[lg x] 0, 代入原方程得 lg x 2, 均不符合题意。
(3)当1 lg x 2时, 与[lg x ] 1, 代入原方程得 lg x 3, 但 lg x 3不符合题意, lg x 3, x2 10 3 . (4)当 lg x 2时,得x2 100, 原方程共有3个实根。
3
二、高斯函数y=[x]的性质
定理1：若n N * , x是正实数，则在区间[1, x ]中内， x 恰有[ ]个整数是n的倍数。 n 定理2：：若n N * , 则在n !的质因数分解式中， n n n 质数p的指数是[ ] [ 2 ] [ 3 ] ... p p p
4
三、函数y={x}的性质
解：由定理2, n !中含有质因数2的个数是 n n n p [ ] [ 2 ] ... [ k 1 ],(其中k 满足2k 1 n 2k ) 2 2 2 又由[ x1 x2 ] [ x1 ] [ x2 ], 得 1 1 1 n p [n( 2 +...+ k 1 )] [n k 1 ] n 1 2 2 2 2
13
例4：求证：当且仅当存在某个正整数k , 使得n 2k 1 时, 2n 1 能整除n !(加拿大数学奥林匹克试题 ).
高中数学竞赛专题讲座---竞赛中的数论问题
竞赛中的数论问题的思考方法一. 条件的增设对于一道数论命题，我们往往要首先排除字母取零值或字母取相等值等“平凡”的情况，这样，利用字母的对称性等条件，往往可以就字母间的大小顺序、整除性、互素性等增置新的条件，从而便于运用各种数论特有手段。
1. 大小顺序条件与实数范围不同，若整数x ，y 有大小顺序x <y ，则必有y ≥x +1，也可以写成y =x +t ，其中整数t ≥1。
例1. （IMO-22）设m ，n 是不大于1981的自然数，1)(222=--m nm n ，试求22n m +的最大值。
解：易知当m =n 时,222=+n m 不是最大值。
于是不访设n >m ,而令n =m +u 1，n >u 1≥1，得-2(m -1mu 1)22112=--u mu 。
同理，又可令m = u 1+ u 2，m >u 2≥1。
如此继续下去将得u k+1= u k =1，而11+-+=i i i u u u ，i ≤k 。
故n m u u u u k k ,,,,,,121 +是不大于1981的裴波那契数，故m =987，n =1597。
例2. （匈牙利—1965）怎样的整数a ，b ，c 满足不等式?233222c b ab c b a ++<+++解：若直接移项配方，得01)1()12(3)2(222<--+-+-c b b a 。
因为所求的都是整数，所以原不等式可以改写为：c b ab c b a 234222++≤+++，变形为：0)1()12(3)2(222≤-+-+-c b ba ，从而只有a =1，b =2，c =1。
2. 整除性条件对于整数x ，y 而言，我们可以讨论其整除关系：若x |y ，则可令y =tx ；若x ∤y ，则可令y =tx +r ，0<r ≤|x |-1。
这里字母t ，r 都是整数。
进一步，若a q |，b q |且a b >，则q a b +≥。
高中数学竞赛讲义-高斯函数
§28高斯函数数论函数][x y =，称为高斯函数，又称取整函数. 它是数学竞赛热点之一.定义一：对任意实数][,x x 是不超过x 的最大整数，称][x 为x 的整数部分.与它相伴随的是小数部分函数].[}{},{x x x x y -==由][x 、}{x 的定义不难得到如下性质：（1）][x y =的定义域为R ，值域为Z ；}{x y =的定义域为R ，值域为)1,0[ （2）对任意实数x ，都有1}{0},{][<≤+=x x x x 且. （3）对任意实数x ，都有x x x x x x ≤<-+<≤][1,1][][.（4）][x y =是不减函数，即若21x x ≤则][][21x x ≤，其图像如图I －4－5－1；}{x y =是以1为周期的周期函数，如图I －4－5－2.图Ⅰ—4—5—1 图Ⅰ—4—5—2（5）}{}{];[][x n x x n n x =++=+.其中*∈∈N n R x ,. （6）∑∑==∈≥+≥++≥+ni iin i iR xx x y x y x x y x y x 11],[][};{}{}{{];[][][；特别地，].[][ba nb na ≥ （7）][][][y x xy ⋅≥，其中+∈R y x ,；一般有∑∏=+=∈≥ni iin i iR xx x 11],[][；特别地，*∈+∈≤N n R x x x n n ,],[][.（8）]][[][nx n x=，其中*∈+∈N n R x ,.例题讲解1．求证：,2!211--=⇔k n n n 其中k 为某一自然数.2．对任意的∑∞=+*+=∈01].22[,K k kn S N n 计算和4．设M 为一正整数，问方程222}{][x x x =-，在[1，M]中有多少个解？5．求方程.051][4042的实数解=+-x x6．.][3]3[2]2[1][][:,,nnx x x x nx N n R x ++++≥∈+∈*证明7．对自然数n 及一切自然数x ，求证：].[]1[]2[]1[][nx nn x n x n x x =-+++++++ .8．求出]31010[10020000+的个位数字例题答案：1．证明：2为质数，n!中含2的方次数为∑∞==1].2[)!(2t t n n 若∑∑∞=-=--------=-=++++====1111221111122221]2[]2[)!(2,2t k t k k t k t k k n n n 则故!.|21n n -反之，若n 不等于2的某个非负整数次幕，可设n=2s p ，其中p >1为奇数，这时总可以找出整数t ，使+++=<<--+ ]2[]2[)!(22!,222211p p n n p s s t s t 的方次数为中所含于是 ≤++- 0]2[p t s ].2[]22[])12(2[])222[(21p n p p p p t s t s s t t s t s s s -------+=-=-=+++由于12,2)!(22!,2]2[,221----≤-=-<<n t s t s n n n p 则的方次数中含故则n !.这与已知矛盾，故必要性得证. 2．解：因]212[]22[11+=+++k k n n 对一切k =0,1,…成立，因此， ].2[]22[]212[111+++-⋅=+k k k n n n又因为n 为固定数，当k 适当大时,.)]2[]2([,0]2[,1201n nn S n n K k k k k ==-==<∑∞=+ 故从而3．解：显然有：若.,,1][][][,1}{}{R y x y x y x y x ∈++=+=+则503是一个质数，因此，对n=1,2,…,502, 503305n 都不会是整数，但503305n +,305503)503(305=-n可见此式左端的两数的小数部分之和等于1，于是，[503305n ]+.304]503)503(305[=-n 故 ∑∑===⨯=-+==25115021.76304251304]),503)503(305[]503305([]503305[n n n n n S4．解：显然x =M 是一个解,下面考察在[1，M]中有少个解.设x 是方程的解.将222}{}{}{2][x x x x x +⋅+=代入原方程，化简得=}]{[2x x,1}{0].}{}]{[2[2<≤+x x x x 由于所以上式成立的充要条件是2[x ]{x }为一个整数..1)1(],1[,.)1())1(21(2),1[,11.2)1,[),12,,1,0(2}{,][个解中有原方程在因此个解中方程有可知在又由于个解中方程有即在则必有设+--⋅=-+++-≤≤+-==∈=M M M M M M M M m m m m m k mkx N m x5．解：.0][,1][][不是解又因<+<≤x x x x⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤≥>⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤≥<⎩⎨⎧≤-->--⎪⎩⎪⎨⎧≤+->+-+∴.217][,23][,211][;217][,23][,25][.07][2)(3][2(.0)11][2)(5][2(.051][4][4,051][40)1]([422x x x x x x x x x x x x x x 或 .2269,02694;2229,02294;2189,01894;229,0294:,876][2][2222==-==-==-==-==x x x x x x x x x x 分别代入方程得或或或解得经检验知，这四个值都是原方程的解.6．这道题的原解答要极为复杂，现用数学归纳法证明如下. 【证明】.,2,1,][2]2[][ =+++=k kkx x x A k 令 由于.,1],[1命题成立时则==n x A.,,,],[][][][][][][])[])1([(]))2[(]2([])1[(]([][]2[])2[(])1[(][])1[(]2[][][])1[(]2[][][])1[(]2[][)(:].[],2[22,],)1[()1()1(],[,][,][,].)1[(,],2[],[,1122112111221111121证毕均成立故原不等式对一切命题成立时即故相加得所以成立对一切即因为即有时命题成立设*---------∈=≤∴=+++≤++-++-++-+=+++-+-++-+++≤++++++-+++=+-+++=+++-==--=---=-=-=--≤≤≤-≤N n k n kx A kx k kx kx kx kx kx x x k x k x x k x x x x k x k kx x k x x A A A A kx x k x x kA kx x k x x A A A kA x A x A A x k A k A k kx kA kA k kx kA kA kkx A A x k A x A x A k n k k k k k k k k k k k k k k k7．解：M ＝|f(x)|max ＝max{|f ⑴|，|f(－1)|，|f(－2a )|} ⑴若|－2a|≥1 (对称轴不在定义域内部) 则M ＝max{|f ⑴|，|f(－1)|} 而f ⑴＝1＋a ＋b f(－1)＝1－a ＋b|f ⑴|＋|f(－1)|≥|f ⑴＋f(－1)|＝2|a|≥4 则|f ⑴|和|f(－1)|中至少有一个不小于2 ∴ M≥2＞21 ⑵|－2a|＜1 M ＝max{|f ⑴|，|f(－1)|，|f(－2a )|} ＝max{|1＋a ＋b|，|1－a ＋b|，|－4a 2＋b|}＝max{|1＋a ＋b|，|1－a ＋b|，|－4a 2＋b|，|－4a 2＋b|}≥41(|1＋a ＋b|＋|1－a ＋b|＋|－4a 2＋b|＋|－4a 2＋b|) ≥41[(1＋a ＋b)＋(1－a ＋b)－(－4a 2＋b)－(－4a 2＋b)] ＝)2a 2(412+≥21 综上所述，原命题正确.8．先找出3101010020000+的整数部分与分数部分.。
高中数学竞赛讲义(全套)
高中数学竞赛资料一、高中数学竞赛大纲全国高中数学联赛全国高中数学联赛（一试）所涉及的知识范围不超出教育部2000年《全日制普通高级中学数学教学大纲》中所规定的教学要求和内容，但在方法的要求上有所提高。
全国高中数学联赛加试全国高中数学联赛加试（二试）与国际数学奥林匹克接轨，在知识方面有所扩展；适当增加一些教学大纲之外的内容，所增加的内容是：1.平面几何几个重要定理：梅涅劳斯定理、塞瓦定理、托勒密定理、西姆松定理。
三角形中的几个特殊点：旁心、费马点，欧拉线。
几何不等式。
几何极值问题。
几何中的变换：对称、平移、旋转。
圆的幂和根轴。
面积方法，复数方法，向量方法，解析几何方法。
2.代数周期函数，带绝对值的函数。
三角公式，三角恒等式，三角方程，三角不等式，反三角函数。
递归，递归数列及其性质，一阶、二阶线性常系数递归数列的通项公式。
第二数学归纳法。
平均值不等式，柯西不等式，排序不等式，切比雪夫不等式，一元凸函数。
复数及其指数形式、三角形式，欧拉公式，棣莫弗定理，单位根。
多项式的除法定理、因式分解定理，多项式的相等，整系数多项式的有理根*，多项式的插值公式*。
n次多项式根的个数，根与系数的关系，实系数多项式虚根成对定理。
函数迭代，简单的函数方程*3. 初等数论同余，欧几里得除法，裴蜀定理，完全剩余类，二次剩余，不定方程和方程组，高斯函数[x]，费马小定理，格点及其性质，无穷递降法，欧拉定理*，孙子定理*。
4.组合问题圆排列，有重复元素的排列与组合，组合恒等式。
组合计数，组合几何。
抽屉原理。
容斥原理。
极端原理。
图论问题。
集合的划分。
覆盖。
平面凸集、凸包及应用*。
注：有*号的内容加试中暂不考，但在冬令营中可能考。
二、初中数学竞赛大纲1、数整数及进位制表示法，整除性及其判定；素数和合数，最大公约数与最小公倍数；奇数和偶数，奇偶性分析；带余除法和利用余数分类；完全平方数；因数分解的表示法，约数个数的计算；有理数的概念及表示法，无理数，实数，有理数和实数四则运算的封闭性。
高中数学竞赛校本教材[全套共30讲].pdf
![高中数学竞赛校本教材[全套共30讲].pdf](https://img.taocdn.com/s3/m/cd48785bf78a6529657d5306.png)
高中数学竞赛校本教材目录§1数学方法选讲（1） (1)§2数学方法选讲（2） (11)§3集合 (22)§4函数的性质 (30)§5二次函数(1) (41)§6二次函数(2) (55)§7指、对数函数,幂函数 (63)§8函数方程 (73)§9三角恒等式与三角不等式 (76)§10向量与向量方法 (85)§11数列 (95)§12递推数列 (102)§13数学归纳法 (105)§14不等式的证明 (111)§15不等式的应用 (122)§16排列，组合 (130)§17二项式定理与多项式 (134)§18直线和圆，圆锥曲线 (143)§19立体图形，空间向量 (161)§20平面几何证明 (173)§21平面几何名定理 (180)§22几何变换 (186)§23抽屉原理 (194)§24容斥原理 (205)§25奇数偶数 (214)§26整除 (222)§27同余 (230)§28高斯函数 (238)§29覆盖 (245)§29涂色问题 (256)§30组合数学选讲 (265)§1数学方法选讲（1） 同学们在阅读课外读物的时候，或在听老师讲课的时候，书上的例题或老师讲解的例题他都能听懂，但一遇到没有见过面的问题就不知从何处入手。
看来，要提高解决问题的能力，要能在竞赛中有所作为，首先得提高分析问题的能力，这就需要学习一些重要的数学思想方法。
例题讲解一、从简单情况考虑 华罗庚先生曾经指出：善于“退”，足够的“退”，退到最原始而又不失去重要性的地方，是学好数学的一个诀窍。
从简单情况考虑，就是一种以退为进的一种解题策略。
高斯函数习题答案
高斯函数习题答案高斯函数是数学中的一种重要函数形式，广泛应用于统计学、物理学、工程学等领域。
它以德国数学家高斯的名字命名，具有很多独特的性质和应用。
本文将通过一些典型的高斯函数习题，深入探讨高斯函数的性质和解题技巧。
1. 求解高斯函数的极值点高斯函数的一般形式为：f(x) = a * e^(-(x-b)^2/(2c^2))，其中a、b、c为常数。
要求解该函数的极值点，我们需要求解函数的导数为零的点。
假设f'(x) = 0，则有：f'(x) = -2a(x-b)e^(-(x-b)^2/(2c^2)) = 0由此可得x = b，即极值点为x = b。
2. 求解高斯函数的曲线对称轴高斯函数的曲线对称轴为x = b。
这是因为高斯函数的指数部分为-(x-b)^2/(2c^2)，当x = b时，指数为0，即函数取得最大值。
当x向左或向右偏离b时，函数值逐渐减小。
因此，高斯函数的曲线在x = b处对称。
3. 求解高斯函数的面积高斯函数的面积可以通过对函数进行积分来求解。
假设要求解的高斯函数为f(x) = a * e^(-(x-b)^2/(2c^2))，我们需要求解积分∫f(x)dx。
由于高斯函数没有一个简单的原函数，我们可以通过换元法将其转化为标准形式进行积分。
令u = (x-b)/c，则有dx = cdu，原积分变为∫a * e^(-u^2/2) cdu。
这是一个标准的高斯积分，可以通过数值方法或查表法来求解。
4. 高斯函数在统计学中的应用高斯函数在统计学中有着广泛的应用。
例如，在正态分布中，数据的分布可以近似地用高斯函数描述。
正态分布是一种常见的概率分布，它具有钟形曲线的特点，均值和标准差决定了曲线的位置和形状。
利用高斯函数的性质，我们可以计算出正态分布中的概率、置信区间等重要统计量。
5. 高斯函数在信号处理中的应用高斯函数在信号处理领域也有着重要的应用。
例如，在图像处理中，高斯滤波器常用于平滑图像，并去除图像中的噪声。
高斯函数
平顶山学院本科毕业论文（设计）平顶山学院本科毕业论文（设计）- 1 -前言函数()[]f x x =早在十八世纪就为“数学王子”高斯所采用，因此，()[]f x x =得名为高斯函数．实际上高斯函数虽然定义简单，但它的应用却相当的广泛．高斯函数是一个常用的函数．在离散数学中，要用到高斯函数；在计算机算法分析中，常常用到高斯函数；在微积分中，也经常看到高斯函数的身影．然而与高斯函数最密切相关的就是竞赛数学了．为什么这样说呢?首先，高斯函数的定义域为全体实数，值域为全体整数．而数论研究整数性质的比较多，因而我们可以利用数论中的定理，公式来解决有关高斯函数的问题．数论题通常又是竞赛数学的压轴题，由此可见，高斯函数在竞赛数学中的重要地位；其次，高斯函数又与含阶乘的整除问题密切相关，这表明高斯函数又与组合数学息息相关．组合数学是数学竞赛的重要组成部分，所以，高斯函数在数学竞赛中的重要地位不容忽视．此外，课本中没有对高斯函数进行专门的讲解，但高斯函数的定义容易理解，做为竞赛题比较灵活，横跨课本，容易变通，尤其是利用高斯函数可以编出许多方程与不等式，它们是小学，中学乃至大学数学竞赛的重要组成部分．因此，本论文中主要探讨高斯函数在数学竞赛中的广泛应用．下面，我举两个例子简单的说明：例1 解方程[]33x x -= (1957年 原苏联)．解 根据题分析易知0x >.若0x ≤则30x ≤，[]0x ≤，且[]30x x -≤则原方程无实数解.由性质[]{}x x x =+知[]{}x x x =-,将此式代入原题可得{}33x x x -=-．注意{}01x ≤<，两式联立便可得出()2213x x <-≤且0x >, 解 不等式组很容易就得出12x <<，所以[]1x =，代入原方程知3x =4，x例2［１］ 证明方程[][][][][][]248163212345x x x x x x +++++=没有实数解． 证明 这道题从证明很难入手，在数学的思维中，解决这类问题，我们常采用反证法．假设方程有实数解x n a =+，,01n Z a ∈≤<.于是[]x n =，[]2x =高斯函数在数学竞赛中的应用- 2 -[]22n a +，[][]444x n a =+，[][]888x n a =+，[][]161616x n a =+，[]3232x n =+ []32a ．代入原方程化简、变形得到[][][][][][]24816321234563a a a a a a n +++++=-由于01a ≤<,因而[]01ka k ≤≤-,k Z ∈．故有0≤12345-63n ≤1+3+7+15+31=57.得1228863≤n ≤1234563,即195.04…≤n ≤195.95….与n 是整数矛盾，所以假设不成立，即原方程无实数解．由此可见高斯函数是一类重要的数论函数，尤其是高斯函数与数学竞赛息息相关，这就要求我们要深刻理解高斯函数的基本性质，掌握解决高斯问题的常用方法．为此，本文首先列举出了一些高斯函数的基本性质；其次，归纳和总结了解决高斯函数问题的常用方法;最后对高斯函数进行了进一步的探讨．平顶山学院本科毕业论文（设计）- 3 -第一章 高斯函数的基本知识1.1 概念定义 函数[]x 与{}x 是对于一切实数都有定义的函数，函数[]x 的值为不大于x 的最大整数；则()[]f x x =称为高斯函数，又称为取整函数．函数{}x 的值是[]x x -，{}x 叫做x 的小数部分．例 []3π=，[]2e =，[]4π-=-，203⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，315⎡⎤-=-⎢⎥⎣⎦； 3255⎧⎫-=⎨⎬⎩⎭，{}0.14159...π-=，0.414...=，{}0.95840...π-=函数图像 []y x = 的定义域为R ， 值域为Z ；{}y x = 的定义域为R ，值域为[)0,1．图像如图1所示，{}y x =是以1为周期的周期函数．如图22.2 性质[1]由定义立即可得出函数[]x 与{}x 的基本性质．对任意的实数x ，y 有高斯函数在数学竞赛中的应用- 4 -甲 []{}x x x =+,且01x ≤<.乙 [][]11x x x x -<≤<+.丙 x y ≤，有[][]x y ≤．丁 [][]n x n x +=+ n Z ∈．戊 若0,0x y ≥≥,则[][][]xy x y ≥.己 对任意正整数n 和任意实数x ,有[]x x n n ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦． 庚 [][][]1x x Z x x x Z⎧-∈⎪-=⎨--∉⎪⎩ ．辛 若,a b 是任意两个正整数，则不大于a 而为b 的倍数的正整数的个数是a b ⎡⎤⎢⎥⎣⎦． 壬 (1) [][][][][]1x y x y x y +≤+≤++，其中等号有且仅有一个成立；(2) [][][][]1x y x y x y -≤-≤-+，其中等号有且仅有一个成立；(3) [][][][][]22x y x y x y +≥+++；平顶山学院本科毕业论文（设计）- 5 -第二章 数学竞赛中解决高斯函数问题常用方法解决有关高斯函数的问题，不仅要了解高斯函数的定义、性质，而且要了解 解决高斯函数问题的常用方法．在此根据题目自身的特点归纳和总结了几种常用的解决高斯函数问题的方法．2.1 定义（或性质）法例1对于一切实数x ， 有()[]f x x =．计算：()()()0.31 1.3___f f f -++=；若*,,3n n n f n N S a ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭为数列{}n a 的前n 项和，则30___S =． 分析 由高斯函数[]x 的定义第一小题不难解决，答案为1．第二小题把高斯函数和数列联系起来，由33n n n a f ⎛⎫⎡⎤== ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦知1103a ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦，2203a ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦，333a ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦1=,4413a ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦,5513a ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦,663a ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦2=，…,于是有， 300213233343...9310145S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯++⨯+=．本题主要考察了对高斯函数定义的理解，简单易懂，我们不再深入研究．例2 (2008年上海市TI 杯高二年级数学竞赛)求出所有的正整数使得692345n n n n ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+++=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦． 分析 看到这个问题如果我们单从题出发，按照常规思路来解得话会有点难度，数学问题中如果直接不好得出答案，不妨转换一下思想，从侧面来解决问题．解 由性质乙可知，1222n n n ⎡⎤-<≤⎢⎥⎣⎦，1333n n n ⎡⎤-<≤⎢⎥⎣⎦，1444n n n ⎡⎤-<≤⎢⎥⎣⎦，1555n n n ⎡⎤-<≤⎢⎥⎣⎦， 由此得 4234523452345n n n n n n n n n n n n ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+++-<+++≤+++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦高斯函数在数学竞赛中的应用- 6 - 化简可得423452345n n n n n n n n +++-<69≤+++最终我们可得出5357n <<．于是54,55,56n =，经检验55n =满足题意，故满足题意的正整数解为55n =．解答本题的关键是利用高斯函数的性质，先确定n 的范围，再代入原方程，求出符合题设条件的正确答案.2.2 反证法例3[2] 求证：不存在实数x ，使得[][][][][]24816307x x x x x ++++=．分析 要证明方程无实数解，常用反证法，我们可利用[]x 的性质，通过估计的方法来导出矛盾．解 由于[][][][][]248162481631x x x x x x x x x x x ++++≤++++=若原方程有解，则一定有31307x ≥即30731x ≥ 当10x ≥时，[][][][][]2481610204080160310307x x x x x ++++≥++++=> 即x 必须小于10． 当3071031x ≤<时， [][][][][]()()()()()248161012014018011601305307x x x x x ++++<-+-+-+-+-=<所以对于一切实数x ，原方程都不能成立，即原方程无解．2.3 换元法例4 [2]解方程[]13222x x +⎡⎤+-=⎢⎥⎣⎦． 分析 解决有关方程类型题的时候，直接从题本身出发不容易得出答案，我们可采用换原法，将问题转化为简单的问题．解 可设12x n +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，[]32x m -=则原方程可化为平顶山学院本科毕业论文（设计）- 7 -2m n += (1) 由定义可知，112x n n +≤<+，即 2121n x n -≤<+ (2)及321m x m ≤-<+，即12m -＜x ≤32m - (3) 可见，原方程的解均满足(1)、(2)、(3)中的x ．为此，设法求出的整数解(1)，事实上，由(2)、(3)得12123212m n m n ⎧-<+⎪⎪⎨-⎪-≤⎪⎩ 即4045n m n m +>⎧⎨+≤⎩，故045n m <+≤，又由,m n 是整数知 4n m +=1,2,3,4,5 (4)将(1)，(4)联立得两整数解02n m =⎧⎨=⎩ 或11n m =⎧⎨=⎩再分别代入到(2)，(3)得12x 0<≤与1x =，此即为原方程的解．2.4 分类讨论法所谓分类讨论，是当问题所给对象未能进行统一研究时，就需要对研究对象按某个标准分类，然后对每一类分别研究得出每一类的结论，最后综合各类结果得到整个问题的解答．实质上，分类讨论时”化整为零，各个击破，再积零为整“的数学策略．例5 (1991年北京市高中一年级数学竞赛)能使25n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦为素数的所有自然数n 的倒数之和等于多少?解 设25n m ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，下面分情况讨论：高斯函数在数学竞赛中的应用- 8 - (1)当5n k =(k 是正整数)时，222555k m k ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦，且当1k =时，m 为素数，此时5n =；(2)当51n k =+(k 为非负整数)时，22(51)152(52)55k m k k k k ⎡⎤+⎡⎤==++=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦且当k =1时，m 为素数，此时6n =；(3)当52n k =+(k 为非负整数)时，22(52)454(54)55k m k k k k ⎡⎤+⎡⎤==++=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦且当1k =时，9m =为合数，因此对所有正整数k ，m 都是合数；(4)当53n k =+(k 为非负整数)时，2(53)(1)(51)5k m k k ⎡⎤+==++⎢⎥⎣⎦，当0k =时 1m =，当k 为正整数时，m 为合数；(5)当54n k =+(k 为非负整数)时，2(54)(1)(53)5k m k k ⎡⎤+==++⎢⎥⎣⎦，当0k =时3m =是素数，此时4n =，当k 是正整数时，m 是合数．所以n =4,5,6时，25n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦是素数，这样的n 的倒数之和为1113745660++=． 评注：采用分类讨论法时，一定要根据题目自身的特点，进行合理的分类，此题是按除5所得余数进行分组来分类讨论的，从而使问题得到简化．以后我们做题要因题而异，不要盲目下结论．2.5 数学归纳法例6[5] (1981年第10届美国数学奥林匹克)若x 为正实数，n 为正整数，证明：[][][][]2...12x x nx nx n ≥+++ 证 记[]1n n i ix x i ==∑，于是问题变为证明[]n nx x ≥．下面用数学归纳法证明这个不等式．(1)当n =1时，显然有[]1x x =，所以当n =1时，命题成立；(2)假设当k =l ，2，…，1n -时，命题成立，即[]k x kx ≤（1,2,...,1k n =-）由[]1k k kx x x k-=+得()[]111kk k kx k x x kx --=-++，对k 取,1,...,3,2n n -得 ()[]111,n n n nx n x x nx --=-++()()[]12212(1)n n n n x n x x n x ----=-++-， ()()[]23323(2)n n n n x n x x n x ----=-++-，……,[]322323x x x x =++， []21122x x x x =++，将以上(1)n -个不等式的两边分别相加，消去两边相同的项，得[][][]12211...(1)...2n n n nx x x x x x nx n x x --=+++++++-++由归纳假设如[][][][][][][][](1)(2)...2(1)...2n nx n x n x x x x nx n x x ≤-+-++++++-++ (1) 再由高斯函数的性质壬，对上式继续推导，(1)式右端等于[][]()[][]()[][][]()()()[][](1)(2)2...((1))122...1n x x n x x x n x nx n x x n x x x n x nx n nx -++-++++-+≤-++-++++-+=⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦于是[]k x kx ≤，即k n =时，命题成立．故对所有正整数n ，命题成立．2.6 枚举法例7 (1999年加拿大数学奥林匹克)求方程[]2440510x x -+=的所有实数解． 解 由高斯函数的定义知，[]x x ≤，因此原式可化为[]()()220440514405123217x x x x x x =-+≥-+=--即31722x ≤≤，于是[]x =l ，2，3，4，5，6，7，8． 当[]1x =时，方程化为2411x +=0，无实数解；当[]2x =时，方程化为24290x -=，得2x =；当[]3x =时，方程化为24690x -=，可得42x =>与[]3x =矛盾；当[]4x =时，方程化为241090x -=，可得5x =>与[]4x =矛盾；当[]5x =时，方程化为241490x -=，可得6x =>与[]5x =矛盾；当[]6x =时，方程化为241890x -=，可得x =，此时6=⎣⎦，因此2x =是方程的解；当[]7x =时，方程化为242290x -=，可得2x =，此时72=⎣⎦，因此x =是方程的解；当[]8x =时，方程化为242690x -=，可得x =，此时8=⎣⎦，因此x =是方程的解；综上可知，方程的解集为⎪⎪⎩⎭． 评注 此题可以改编为求方程[]2440510x x ++=的所有实数解，其解法与例6是一样的．枚举法相对比较简单，适合于中小学数学竞赛，但要注意枚举时千万不要漏举与多举．2.7 数形结合法在求解含有高斯函数的方程中，可以根据方程的特点，利用数形结和把方程转化为求两个图像的交点解决，但利用此法，只能从图像中找到解的大体位置及解的个数，因此，必须对此进行逐个的计算和检验，才能得到正确的答案．例8[3] 解方程1142x x +-⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦． 分析 本例为[][]u v =型的方程，首先由高斯函数的性质可知，若[][]u v =，则1u v -<，求出x 的区间，但此条件为原方程成立的必要但非充分条件，故还须对函数()u h x =和()v q x =的图像进行分析才能得到正确结果．由1u v -<得11142x x +--<-<1，得7x -1<<．令()()11,42x x h x q x +-==，在同一坐标系中画二者的图像：分析两者在区间(1,7)-内的图像，观察可知，当(1,1)x ∈-时，104x +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，而112x -⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦，方程不成立； 当[)1,3x ∈时，11042x x +-⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦； 当[)3,5x ∈时11142x x +-⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦；当[)5,7x ∈时，114x +⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，而122x -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，方程不成立． 综上所述，原方程的解是15x ≤<．2.8 [9]凑整、估值法针对求的[]x 值的题目，可以利用不等式中的放缩技巧或其他性质，将难以处理的求和转化为可以裂项相消的代数式之和，从而使问题迎刃而解．例9设1...S =+++，求[]S ． 分析 为求[]S 的值，如果对各项直接求解，会比较麻烦，这时我们就考虑有没有简单的方法来解决，而题中是一个和式问题，我们可以考虑来缩小它的范围，>最小的整数范围．解 设*1100,n n N <≤∈>><<，即22<<．不等式两边对n求和可得，1001001002222n n n ===<<∑∑故)212118S <-<=，但210- =17，2220317>>-=，所以1819S <<，即[]18S =．以上是我们常见的几种比较简单的方法，当然，解有关高斯函数题的方法还有很多，比如：分组拆项法、命题转化法、共轭因数法、不等式法等等，这就要求我们根据实际情况来选择合适的方法来进行求解，以便达到事倍功半的效果．第三章 关于高斯函数的进一步探讨高斯函数的许多问题在日常生活中有很广泛的应用，它们都是数学竞赛题的来源，在本章中我们主要讨论高斯函数在积分、数列以及高斯和式问题．3.1 积分问题[10]对于高斯函数[]x 的积分，由定义知高斯函数是一个具有第一类间断点的函数，只要在积分区间内有有限个这类间断点，则根据定积分的可积性知函数[]x 在积分区间上可积，下面来求如下积分． 例1 求积分[]0nx dx ⎰（n 为有限自然数）．解 [][]()()01111112nnnkk k k x dx x dx k n n -====-=-∑∑⎰⎰利用上述结果很容易求出斜坡函数[]x x -的积分，即[]{}[]()222000111222222nn nnn n n n x x dx xdx x dx x n n ⎡⎤-=-=--=-+=⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰．例2 求积分ln(1)ln1n x e dx +⎡⎤⎣⎦⎰． 解 ()()ln(1)ln(1)ln(1)ln1ln ln 111[][]ln 1ln nnnn k k xxkkk k k e dx e dx k dx k k k +++======+-∑∑∑⎰⎰⎰()1ln!nn n +=上述关于高斯函数积分的问题即简单又有趣，下面来推导几个有关高斯函数积分的公式． 例3 求[]00x ny nx y dxdy ≤≤≤≤+⎰⎰．解首先将区域(){},0,0D x y x n y n=≤≤≤≤分为2n 个小区域，(){},1,0,0k D x y k x y k x y =-≤+<><，1,2,3 (2)n =，在1D 上[]0x y +=，在2D 上[]1x y +=，…，在1n D -上[]2x y n +=-，在n D 上[]1x y n +=-，在1n D +上[]x y n +=，…，在21n D -上[]22x y n +=-，在2n D 上[]21x y n +=-，且每个小区域的面积分别为1352131,,,,,,222222n -⋯于是有 21[][]knk DD x y dxdy x y dxdy =+=+∑⎰⎰⎰⎰1352121012(1)22222n n n n --=⨯+⨯+⨯+⋯+-+⨯+⋯ 31(22)(21)22n n +-⨯+-⨯1[132537(1)(21)(21)2n n n n =⨯+⨯+⨯+⋯+--+-+⋯(22)3(21)n n +-⨯+-⨯ 121()2s s =+ 其中12132537(1)(21)(21)(22)3(21)1s n n s n n n n =⨯+⨯+⨯+⋯+--=-+⋯+-⨯+-⨯经计算得2212(431),(831)66n ns n n s n n =--=-+，故 []()21212Dx y dxdy n n +=-⎰⎰． 利用上述公式可解下题： 例4 求[]0202x y x y dxdy ≤≤≤≤+⎰⎰的值．解 将2n =代入公式[]()21212Dx y dxdy n n +=-⎰⎰便有[]()202021222162x y x y dxdy ≤≤≤≤+=⨯⨯⨯-=⎰⎰ 例5 求22220,0x y x y nx y dxdy >>+≤⎡⎤+⎣⎦⎰⎰的值 ．解 将区域(){}22,,,0D x y x y n x y =+≤>分为n 个小区域，(){}22,1,,0kD x y k x y k x y =-≤+<>，1,2,3...,2k n =这n 个小区域的面积为4π，在这些区域上，函数22[]x y +的值分别为0,1,2,1n ⋯- 于是便有()()2222111114k knnnk k k DD D xy dxdy x y dxdy k dxdy k π===⎡⎤⎡⎤+=+=-=-⎣⎦⎣⎦∑∑∑⎰⎰⎰⎰⎰⎰()18n n π=-上述两个积分公式在以后解决高斯函数积分问题上会有很大的帮助，如果我们进一步的研究将会得到更多更有用的结论．3.2 高斯和式问题定理（Hermite 恒等式）若n 是正整数，x 为实数，则[]10n i i x nx n -=⎡⎤+=⎢⎥⎣⎦∑．证明 令[]10()n i i f x x nx n -=⎡⎤=+-⎢⎥⎣⎦∑则[]110011111n n i i i i f x x n x x nx n n n n n --==⎡⎤⎡+⎛⎫⎡⎤⎛⎫⎤+=++-+=+-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎢⎥⎥⎝⎭⎣⎦⎝⎭⎦⎣⎦⎣∑∑ [][][][]()101011n i n i i x x x nx n i x nx n f x -=-=⎡⎤=+-++--⎢⎥⎣⎦⎡⎤=+-⎢⎥⎣⎦=∑∑故()f x 是以周期为1n 的周期函数．当1[0,)x n∈时，显然有()0f x =，故对上式任意实数x 均成立．例6 设n 为整数，计算和式232341222...2222n n n n ⎡⎤⎡⎤++++⎡⎤⎡⎤++++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦． 解 上式可简化为232341222...2222n n n n ⎡⎤⎡⎤++++⎡⎤⎡⎤++++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦1022k k k n ∞+=⎡⎤+=⎢⎥⎣⎦∑ 由Hermite 恒等式可得，[][]122x x x ⎡⎤++=⎢⎥⎣⎦，则[][]122x x x ⎡⎤+=-⎢⎥⎣⎦．于是111112122222222k k k k k k k n n n n n n +++++⎡⎤+⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+=-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦因此，1100022222k k k k k k n n n n n ∞∞++==⎡⎤+⎛⎫⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-==⎢⎥ ⎪⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎝⎭⎣⎦∑∑．例7 设n 为正整数， α，i x ，i y ()1,2,...,i n =为实数，证明：123...n x x x x ≤≤≤≤ 123,...n y y y y ≥≥≥≥．且满足1n i i ix =∑=1n i i iy =∑，则[][]11n ni i i i i y i x αα==≥∑∑．证明 记i i i x y z =-，则12...n z z z ≤≤≤且10ni i iz ==∑ 故只需证明[]10nii i zα=≥∑ (1)即可．令112211,0,...,0n n n z z z z z -∆=∆=-≥∆=-≥，则1ii j j z ==∆∑（1i n ≤≤），于是111110jn n i n i j j i i j j i iz i i ======∆=∆=∑∑∑∑∑从而211n njj i jni ii===∆=∆∑∑∑ (2)于是[][][][]11112211[]n n n i n n n n nn i j i j j j j n i i j j i j j i j j i i i i z i i i i i ααααα===========⎛⎫⎪ ⎪=∆=∆∆-∆ ⎪ ⎪⎝⎭=∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑[][]121n n n ni ji j n nj i j i j i i i i i i αα======⎛⎫ ⎪ ⎪=∆- ⎪ ⎪⎝⎭∑∑∑∑∑∑ 由于20n nj j i ji ==∆≥∑∑，则(1)式成立等价于[][][][][][]111111111111nn j j nn i ji ji i i i nnnj nj i ji i j i i i i i i i i i iiiiiiαααααα--======--======≥⇔≥⇔≥∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑ (3)故只需证明对任意的1k ≥，有[][]111111k ki i k ki i i i i iαα+==+==≥∑∑∑∑而上述不等式等价于()[]()[]()()1111102k ki i kk i k i k i ααααα==+≥⇔+--+-≥⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦∑∑．注 有性质知[][][]x y x y +≥+对任意的,x y 均成立，上述不等式显然成立．参考文献[1]闵嗣鹤，严士健编.初等数论（第三版）高等教育出版社，2003．[2]梅向明．国际数学奥林匹克30年［Ｍ］．北京出版社，1991．[3]王朝霞.含有[x]或{x}的方程的解法[J].唐山师院学报,2004,(5)[4]刘诗雄等．奥数教程(高二年级)．(第二版)．华东师范大学出版社，2003.[5]陈景润著.初等数论Ⅱ.科学出版社.1980[6]宋庆龙．高斯函数的应用．唐山师范学院学报．2005，(3)．[7]余红兵著.奥数教程(高二年级).华东师范大学出版社.2006．[8]柳柏镰，吴康著.竞赛数学的原理与方法.广东高等教育出版社.2003．[9]殷堰工.整数部分[x]与小数部分{x}问题的解法[J]. 1994,(10-11)．[10]钱吉林等，高等数学辞典[M] 武汉：华中师范大学出版社，1999．平顶山学院本科毕业论文（设计）致谢在大学四年的学习过程中，我得到了数科院各位领导、老师及班级同学的热心帮助和支持，使我能够在以优异的成绩完成学业之余,自身综合能力也得到了极大限度的提高．在此谨向他们表示我最衷心的感谢！感谢我的指导老师李文老师，她严谨细致、一丝不苟的作风是我工作、学习的榜样；李老师以丰富的科研经历，解说学问，侄释为师之道，旁征博引，使我受益匪浅.在此向李老师表示衷心的感谢!感谢和我一起走过大学四年的好朋友们,是她们一路的陪伴与爱护,才有了我现在的成绩．她们是我成长的见证,有着值得我永远珍惜的友情．她们的待人处事,治学态度将会影响我的一生．在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的老师、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！再次对指导老师表示最诚挚的谢意和祝福！- 19 -。
高中数学竞赛课程讲座—函数
【校本课程数学竞赛讲义】 第二章 函数§2.1 函数及其性质一、函数的基本性质：1. 函数图像的对称性 （1）奇函数与偶函数：奇函数图像关于坐标原点对称，对于任意x D ∈，都有()()f x f x -=-成立；偶函数的图像关于y 轴对称，对于任意x D ∈，都有()()f x f x -=成立。
（2） 原函数与其反函数：原函数与其反函数的图像关于直线y x =对称。
若某一函数与其反函数表示同一函数时，那么此函数的图像就关于直线y x =对称。
（3）若函数满足()(2)f x f a x =-，则()f x 的图像就关于直线x a =对称；若函数满足()(2)f x f a x =--，则()f x 的图像就关于点(,0)a 对称。
（4） 互对称知识：函数()()y f x a y f a x =-=-与的图像关于直线x a =对称。
2．函数的单调性函数的单调性是针对其定义域的某个子区间而言的。
判断一个函数的单调性一般采用定义法、导数法或借助其他函数结合单调性的性质（如复合函数的单调性）特别提示：函数(0)a y x a x=+>的图像和单调区间。
3．函数的周期性对于函数()y f x =，若存在一个非零常数T ，使得当x 为定义域中的每一个值时，都有()()f x T f x +=成立，则称()y f x =是周期函数，T 称为该函数的一个周期。
若在所有的周期中存在一个最小的正数，就称其为最小正周期。
（1） 若T 是()y f x =的周期，那么()nT n Z ∈也是它的周期。
（2）若()y f x =是周期为T 的函数，则()(0)y f ax b a =+≠是周期为T a的周期函数。
（3）若函数()y f x =的图像关于直线x a x b ==和对称，则()y f x =是周期为2()a b -的函数。
（4） 若函数()y f x =满足()()(0)f x a f x a +=-≠，则()y f x =是周期为2a 的函数。
高斯函数在数学竞赛中的应用
第27卷 第4期 高 师 理 科 学 刊 Vol. 27 No.4 2007年 7 月 Journal of Science of Teachers′College and University Jul. 2007文章编号：1007-9831（2007）04-0080-03高斯函数在数学竞赛中的应用赵开明（重庆师范大学 数学与计算机科学学院，重庆 400047）摘要：高斯函数是一个非常重要的数论函数，其应用非常广泛．在数学竞赛中经常出现关于][x 的方程、等式、不等式、整除问题、格点问题、组合数问题以及二项式定理问题等，对高斯函数定理进行推论，并利用高斯函数对数学竞赛中的几道典型题目巧解，体现高斯函数的优越性． 关键词：高斯函数；数论函数；数学竞赛 中图分类号：O156.1 文献标识码：A][x 和}{x 是非常重要的数论函数，其他许多数学分支都要涉及到，在国内外的数学竞赛中也经常出现含有][x 和}{x 的问题，这类问题新颖独特，颇具启发性．定义1[1]8设∈x R ，不超过x 的最大整数称为高斯函数，记为][x ，称][x x −为小数部分或分数部分，记为}{x ．定理1[1]63-65 设x ，y 是实数，有（1）若y x ≤，则][][y x ≤，即有][x y =是不减函数；（2）对于任意整数m ，m x m x ==+][][，}{}{x m x =+，}{x 是周期为1的周期函数； （3）1][][][][][++≤+≤+y x y x y x ，其中等号有且仅有一个成立；}{}{}{y x y x +≤+． 定理2[2]对正整数m 有]/[]/][[m x m x =，∈x R ． 由定理2可推出结论：推论1 （1）][][][βαβα−=−或1][][][+−=−βαβα；（2）][][][]2[]2[ββααβα+++≥+． 证明（1）由于}]{}[{][][}]{}{][][[][βαβαβαβαβα−+−=−+−=−=⎩⎨⎧<−−≥−}{}{ 1][][}{}{ ][][βαβαβαβα，所以][][][βαβα−=−或1][][][+−=−βαβα．（2）由于}][{2}][{2][2][2]2[]2[βαβαβα+++=+，}][{2}][{][2][2][][][βαβαββαα+++=+++， 故只需要证明}]{}[{}]{2[}]{2[βαβα+≥+.若0}]{}[{=+βα．由0}{≥α，0}{≥β可得，}]{}[{}]{2[}]{2[βαβα+≥+；若1}]{}[{=+βα，则}{α和}{β中至少有一个不小于2/1，从而}{2α和}{2β中至少有一个不小于1，故}]{}[{}]{2[}]{2[βαβα+≥+． 定理3 ∈x R +，∈n N ．则1至x 之间的整数中，有]/[n x 个是n 的倍数．证明 因1]/[/]/[+≤≤n x n x n x ．即有n n x x n n x )1/]([]/[+≤≤，这说明不大于x 而且是n 的倍数的正整数只有下列]/[n x 个：n ，n 2，…，n n x ]/[．例 100～500中是11的倍数的数有36]11/100[]11/500[=−个．定理4[3] 在n ！的标准分解式中质因式p （n p ≤）的指数∑∞==++=1][][][r r n/p n/p n/p h L ．由定理4可得：收稿日期：2007-02-24作者简介：赵开明（1980-），男，重庆璧山人，在读研究生，从事数论方面研究．E-mail：zkm_1104@第4期 赵开明：高斯函数在数学竞赛中的应用 81推论２ 设n 是任一正整数，且L +++=2210p a p a a n ，p 是质数且p a i <≤0，在n ！的标准分解式中，质因式p 的指数是)1()(−−=p /S n h n ，其中L +++=210a a a S n ．证明 由于1)1/()1()]1(/[)1(/)1(/)(01111110<+−≤−−=+++<+++≤+++++r r r r r r r r r p p p p p a p p p a p p a p a a L L其中} , , ,max{10r a a a a L =．于是有L L L ++++++++++==∑∞=p a a p a p a a p a p a p a a p n h r r 4324323423211]/[L L L ++++++++++=243342324433221p a p a p a p a p a p a p a p a p a hp=+++++++++=−)()(43214433221L L a a a a p a p a p a p a h hp=+++++−+++++)()(4321044332210L L a a a a a p a p a p a p a an S n − 证毕．用定理1～定理4及推论1~推论2对数学竞赛中的3个典型题目进行巧解．例1 求方程051][4042=+−x x 的全部实根．解 由51][4042−=x x 是奇数，可设1242+=k x （∈k Z +），于是4/)12(+±=k x （负根不合题意， 舍掉），故2/)12(+=k x ．原方程化成20/)26(]2/)12([+=+k k ，由于左端是整数，则20/)26(+k 是整数，1420+=t k （0=t ，1，2，…），故120/)2(]2/)12([20/)20(++<+<+k k k ．解此不等式可得244<≤k 或14484≤<k ，其中满足1420+=t k 的有14，94，114，134，对应的解分别是2/291=x ，2/1892=x ，2/2293=x ，2/2694=x ．例1是对定理3的灵活应用．例2 求])2129[(000 2+的末2位数字．解 令2129+=α，2129−=β，则6092502+=α，6092502−=β，则10022=+βα，6422=βα，令2α=a ，2β=b ，则a ，b 是方程0641002=+−x x 的２个根．令2000=+=b a S ，111b a S +=，222b a S +=，…，n n n b a S +=，则064100012=+−S S S ，064100123=+−S S S ，…，2164100−−+−n n n S S S 0=，则)100(mod 366422−−≡−≡n n n S S S ．当000 1=n 时，)100(mod 62)(36)(3649900499998998×≡+=+≡b a b a S n ．即≡×≡+499000 2000 262βα)100(mod 32，所以000 2000 2)2129()2129(−++的末２位数是32．又121290<+<，121290<+<1)2129(0000 2<+<，故11])2129[(000 1000 2−=−=+S S n ，即])2129[(000 2+的末２位数是31．当遇到])[(n q b p a +形式时，往往与])[(n q b p a −同时考虑，由此可以化为整数．主要利用二项式定理和定理1．例3 设α，β为正无理数，并且1/1/1=+βα，则数列][αn a n =，][βn b n =（1=n ，2，…）都是严格递增的，并且1|{=n a n ，2，…1|{}=n b n I ，2，…φ=}，1|{=n a n ，2，…1|{}=n b n U ，2，…=}N ．证明 由1/1/1=+βα知1>α，1>β，因此}{n a ，}{n b 均为严格递增数列．任取∈c N ．设在) ,1[c 内，}{n a ，}{n b 分别有k h ,项，则])1[(][αα+≤<h c h ，即αα)1(+<<h c h ，1/+<<h c h α．同理有1/+<<k c k β，故有2//++<+<+k h c c k h βα，2++<<+k h c k h ，故1++=k h c ，即有−=+c k h 1．又由c 的任意性，在)1 ,1[+c 中，}{n a ，}{n b 共有c 项．于是)1 ,[+c c 中，}{n a 和}{n b 共有一项即c ，这表明任一自然数数列} ,2 ,1|{} ,2 ,1|{L U L ==n b n a n n =N ．同时c 也仅属于２个数列之一．命题得证． 满足φ===} ,2 ,1|{} ,2 ,1|{L I L n b n a n n 和===} ,2 ,1|{} ,2 ,1|{L U L n b n a n n N 的数列称为互补数列．该题也称为Beaty 定理，在有关][x 的竞赛题中经常出现．82 高 师 理 科 学 刊 第27卷参考文献：[1] 张君达．数论基础[M]．北京：北京科学技术出版社，2002：8，63-65．[2] 闵嗣鹤，严士健．初等数论[M]．2版．北京：高等教育出版社，1982：21．[3] 刘凯年．高中数学奥林匹克同步教材[M]．北京：北京理工大学出版社，1992：76-77．[4] 吴康．奥赛金牌之路[M]．桂林：广西师范大学出版社，2002：386．[5] 曾荣，王玉．基础数论典型题解300例[M]．长沙：湖南科学技术出版社，1981：156．[6] 华罗庚．数论导引[M]．北京：科学出版社，1957：222．Application of Gaussian function in the mathematics contestZHAO Kai-ming（School of Mathematics and Computer Science，Chongqing Normal University，Chongqing 400047，China）Abstract：Gaussian function is one of the important number theory function．It is applied very extensive．Usually appears in mathematics contest concerning of square distance，equation，inequality，divisible，lattice point，morse sequence，bonomial theorem．Mainly carried on to the Gaussian function axioms inference and made use of the Gaussian function logarithms to learn the contest in of a few typical models topic dexterity solution, reflected the better result of the Gaussian functionKey words：Gaussian function；number theory function；mathematics contest（上接第65页）参考文献：[1] 高岩，阴丽波，石桂玲．大豆油脚的主要成分及其综合利用[J]．黑龙江粮油科技，2000（2）：19-20．[2] 刘凯洋．高纯度大豆粉末磷脂的制取新工艺研究[J]．中国油脂，2000，25（3）：59-61．[3] 陈霞，赵贵兴，孙子重．大豆加工副产物——豆渣及油脚的利用[J]．黑龙江农业科学，2006（6）：57-60．[4] 王晓辉，司南，叶爱英．植物油脚的综合利用[J]．现代化工，2006，26（11）：21-24．[5] 刘玉兰．大豆油脚生产脂肪酸的工艺研究及经济效益评价[J]．中国粮油学报，2000，15（2）：32-36．[6] 卢艳杰，龚院生，张连富．油脂检测技术[M]．北京：化学工业出版社，2004：134-135，156-157．[7] 何照范，张迪清．保健食品化学及其检测技术[M]．北京：中国轻工业出版社，1998：95-98．Extracting method of soybean phospholipid in soybean oil sedimentsLIU Fu-di（Qiqihar Nanjiao Wastewater Treatment Company，Qiqihar 161055，China）Abstract：Soybean phospholipid was obtained by centrifuging，adding acetone to the center part，sucking filtration，and vacuum drying from the fresh soybean oil sediments．The results showed that the optimal parameters of a orthogonal optimize experiments are as fellows centrifuge speed is 5 000 r/ min，volume ratio of soybean phospholipid and acetone is 1∶6，the production was washed three times with acetone．The relative amount of lecithin had achieved 86.78%．Key words：soybean oil sediments；soybean phospholipid；extraction。
初中数学竞赛代数专题讲义之高斯函数例题习题及详解
初中数学竞赛之高斯函数对于任意实数x ，用[]x 表示不大于x 的最大整数，称为取整数。
符号[]叫做取整符号，或者叫做高斯记号。
一般地，[]x y =叫做取整函数，也叫做高斯函数或数论函数，自变量x 的取值范围是一切实数。
一、专题知识1.R ∈x ,[]x 表示不超过x 的最大整数，则函数[]x y =称为高斯函数。
记{}[]x x x -=称为x 的小数部分，{}10≤≤x 。
2.设R ∈y x ，，高斯函数[]x y =有如下性质：（1）[][]1+≤≤x x x .（2）若y x ≤，则[][]y x ≤.（3）[][]x n x n +≤+.（4）[][][]⎩⎨⎧∉--∈-=-)Z (1)Z (x x x x x （5）[][][]y x y x +≤+.（6）[][][]y x y x -≤-或[]1+-y x .（7）[][][][][]y y x x y x +++≥+22.二、例题分析例题1若[]a 表示实数a 的整数部分，求⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-76161的值。
【解】27379176161+=-=-，而372<<，从而327325<+<，从而276161=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-例题2[]x ，[]y ，[]z 分别不大于z y x ，，的最大整数。
若[]5=x ，[]3-=y ，[]1-=z ，求[]z y x --的值。
【解】由已知条件知65<≤x ，23-<≤-y ，01<≤-z ，32≤-<y ，10≤-<z ，107<--<z y x []z y x --的值为7，8，9。
例题3已知n 为正整数，证明：[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡n x n x 。
【证明】由于[][][]1+⎦⎤⎢⎣⎡≤≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡n x n x n x ，变形得[][][]⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎦⎤⎢⎣⎡≤≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡1n x n x n x n 对于任意实数x ，有[][]1-<≤x x x 或[]x x x ≤<-1，由于[]⎪⎭⎫⎝⎛n x n 和[]⎪⎭⎫⎝⎛+1n x n 都是整数，且[][]1-<≤x x x ，所以[][]⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎦⎤⎢⎣⎡<≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡1n x n x n x n ，故[][][]1+<≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡n x n x n x ，所以[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎦⎤⎢⎣⎡n x n x 例题4解方程4)12(3534+=⎦⎤⎢⎣⎡+x x .【解】设m x =+4)12(3，则634-=m x ，则原方程化为m m =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-⋅536344，化简得m m =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+1538因为[]10<-≤x x ，所以115380<-+≤m m ，解得73712≤<-m ，由于Z ∈m ，所以0=m 或1-=m ，代入634-=m x 得，21-=x 或67-=x 原方程的解为21-=x 或67-=x三、专题训练1.已知n 为正整数，222131211nS n ++++= ，求[]n S 的值。
高斯函数[x](含答案)-
-](https://img.taocdn.com/s3/m/b1d439eb0408763231126edb6f1aff00bed570d9.png)
11．高斯函数[x]A 卷1．如果x 为任意实数，用[x]表示不大于x 的最大整数，例如：[-7] = 7，[-3.1] = -4，[3]=1，则满足等式[x]-3=0的x 的范围是____________。
2．若[x]=5，[y]= -3，[z]=-1,mj [x – y – z ]可以取值的个数是（ ）A ．3;B ．4;C ．5;D ．63．设[x]表示不超过x 的最大整数，若M=][,][x N x =，其中x ≥1，则一定有（ ） A ．M>N; B ．M=N; C ．M<N; D ．以上答案都不对。
4．给出下面三个命题：（1）[x + 1] = [x] + 1;（2）[x + y] = [x] + [y]（3）[x ·y] = [x] · [y]其中正确命题的个数是（ ）A ．0;B ．3;C ．1;D ．25．[x]表示取数x 的整数部分，若)4][4][(u x u x y +-+= 且当x = 1,8,11,14时，y = 1；x = 2,5,12,15时，y=2；x = 3,5,9,16时，y=3；x = 4,7,10,13时，y=0，则表达式中u 等于（ ）A ．42+xB ．41+xC ．4xD ．41-x 6．实数a,b 满足关系式b =[a] + [a-2] – 1和b = [a] + 1的值一定是（ ）A ．大于9而小于10;B ．大于或等于9而小于10C ．大于9而小于或等于10;D ．整数7．设x 表示不超过x 的最大整数，对任意实数x ，下面式子正确的是（ ）A ．[x] = |x|;B ．[x]≥2x ;C ．[x]>-x;D ．[x] > x – 18．记号[x]表示不超过x 的最大整数，设n 是自然数，且222]1)1([)1(+++-++n n n n IA ．I>0B ．I<0C ．I=0D ．当n 取不同的值时，以上三种情况都可能出现。
2025高考数学必刷题 第28讲、三角函数概念及诱导公式(学生版)
第28讲三角函数概念及诱导公式知识梳理知识点一：三角函数基本概念1、角的概念（1）任意角：①定义：角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形；②分类：角按旋转方向分为正角、负角和零角．（2）所有与角α终边相同的角，连同角α在内，构成的角的集合是{}Z k k S ∈+︒⋅==，αββ360．（3）象限角：使角的顶点与原点重合，角的始边与x 轴的非负半轴重合，那么，角的终边在第几象限，就说这个角是第几象限角；如果角的终边在坐标轴上，就认为这个角不属于任何一个象限．（4）象限角的集合表示方法：2、弧度制（1）定义：把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角，用符号rad 表示，读作弧度．正角的弧度数是一个正数，负角的弧度数是一个负数，零角的弧度数是0．（2）角度制和弧度制的互化：rad 180π=︒，rad 1801π=︒，π︒=180rad 1．（3）扇形的弧长公式：r l ⋅=α，扇形的面积公式：22121r lr S ⋅==α．3、任意角的三角函数（1）定义：任意角α的终边与单位圆交于点)(y x P ，时，则y =αsin ，x =αcos ，)0(tan ≠=x xyα．（2）推广：三角函数坐标法定义中，若取点P )(y x P ，是角α终边上异于顶点的任一点，设点P 到原点O 的距离为r ，则r y =αsin ，r x =αcos ，)0(tan ≠=x xyα三角函数的性质如下表：三角函数定义域第一象限符号第二象限符号第三象限符号第四象限符号αsin R ＋＋－－αcos R＋－－＋αtan }2|{Z k k ∈+≠，ππαα＋－＋－记忆口诀：三角函数值在各象限的符号规律：一全正、二正弦、三正切、四余弦．4、三角函数线如下图，设角α的终边与单位圆交于点P ，过P 作PM ⊥x 轴，垂足为M ，过A （1，0）作单位圆的切线与α的终边或终边的反向延长线相交于点T ．三角函数线有向线段MP 为正弦线；有向线段OM 为余弦线；有向线段AT 为正切线知识点二：同角三角函数基本关系1、同角三角函数的基本关系（1）平方关系：1cos sin 22=+αα．（2）商数关系：)2(tan cos sin ππααααk +≠=；知识点三：三角函数诱导公式公式一二三四五六角)(2Z k k ∈+απαπ+α-απ-απ-2απ+2正弦αsin αsin -αsin -αsin αcos αcos 余弦αcos αcos -αcos αcos -αsin αsin -正切αtan αtan αtan -αtan -口诀函数名不变，符号看象限函数名改变，符号看象限【记忆口诀】奇变偶不变，符号看象限，说明：（1）先将诱导三角函数式中的角统一写作2n πα⋅±；（2）无论有多大，一律视为锐角，判断2n πα⋅±所处的象限，并判断题设三角函数在该象限的正负；（3）当n 为奇数是，“奇变”，正变余，余变正；当n 为偶数时，“偶不变”函数名保持不变即可．【解题方法总结】1、利用1cos sin 22=+αα可以实现角α的正弦、余弦的互化，利用αααtan cos sin =可以实现角α的弦切互化．2、“ααααααcos sin cos sin cos sin -+，，”方程思想知一求二．222(sin cos )sin cos 2sin cos 1sin 2ααααααα+=++=+222(sin cos )sin cos 2sin cos 1sin 2ααααααα-=+-=-22(sin cos )(sin cos )2αααα++-=必考题型全归纳题型一：终边相同的角的集合的表示与区别例1．（2024·辽宁·校联考一模）已知角α的终边上一点的坐标为4π4πsin ,cos 55⎛⎫ ⎪⎝⎭，则α的最小正值为（）A ．π5B ．3π10C ．4π5D ．17π10例2．（2024·全国·高三专题练习）下列与角9π4的终边相同的角的表达式中正确的是（）A ．()2π45Z k k +∈B ．()9π360Z 4k k ⋅+∈C ．()360315Z k k ⋅-∈D ．()5ππZ 4k k +∈例3．（2024·广东·高三统考学业考试）下列各角中与437︒角的终边相同的是（）A ．67B ．77C ．107D ．137变式1．（2024·北京·高三北大附中校考阶段练习）已知角α的终边为射线(0)y x x =≤，则下列正确的是（）A ．54πα=B ．cos 2α=C ．tan 12πα⎛⎫+=- ⎪⎝⎭D ．sin 14πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭【解题方法总结】（1）终边相同的角的集合的表示与识别可用列举归纳法和双向等差数列的方法解决．（2）注意正角、第一象限角和锐角的联系与区别，正角可以是任一象限角，也可以是坐标轴角；锐角是正角，也是第一象限角，第一象限角不包含坐标轴角．题型二：等分角的象限问题例4．（2024·全国·高三专题练习）已知α是锐角，那么2α是（）．A ．第一象限角B ．第二象限角C ．小于180°的正角D ．第一或第二象限角例5．（2024·全国·高三专题练习）若角α是第二象限角，则角2α的终边不可能在()A ．第一、二象限B ．第二、三象限C ．第三、四象限D ．第一、四象限例6．（2024·浙江·高三专题练习）若角α满足α＝236k ππ+(k ∈Z)，则α的终边一定在()A ．第一象限或第二象限或第三象限B ．第一象限或第二象限或第四象限C ．第一象限或第二象限或x 轴非正半轴上D ．第一象限或第二象限或y 轴非正半轴上变式2．（1990·上海·高考真题）设α角属于第二象限，且cos cos 22αα=-，则2α角属于（）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限变式3．（2024·全国·高三专题练习）已知角α的终边与53π的终边重合，则3α的终边不可能在（）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限变式4．（2024·全国·高三专题练习）若角α是第一象限角，则2α是（）A ．第一象限角B ．第二象限角C ．第一或第三象限角D ．第二或第四象限角【解题方法总结】先从α的范围出发，利用不等式性质，具体有：（1）双向等差数列法；（2）nα的象限分布图示．题型三：弧长与扇形面积公式的计算例7．（2024·上海松江·高三上海市松江二中校考阶段练习）已知扇形的圆心角为2π3，扇形的面积为3π，则该扇形的周长为__________.例8．（2024·上海徐汇·上海市南洋模范中学校考三模）已知扇形圆心角60,αα= 所对的弧长6πl =，则该扇形面积为__________.例9．（2024·全国·高三专题练习）在东方设计中存在着一个名为“白银比例”的理念，这，它在东方文化中的重要程度不亚于西方文化中的“黄金分割比例”，传达出一种独特的东方审美观.如图，假设扇子是从一个圆面剪下的，扇形的面积为1S ，圆面剩余部分的面积为2S ，当21S S =扇面较为美观.那么按“白银比例”制作折扇时，扇子圆心角的弧度数为____________.变式5．（2024·全国·高三专题练习）《九章算术》是中国古代数学名著，其对扇形田面积给出“以径乘周四而一”的算法与现代的算法一致，根据这一算法解决下列问题：现有一扇形田，下周长（弧长）为20米，径长（两段半径的和）为20米，则该扇形田的面积为_____平方米.变式6．（2024·福建厦门·高三福建省厦门第六中学校考阶段练习）若一个扇形的周长是4为定值，则当该扇形面积最大时，其圆心角的弧度数是__.变式7．（2024·江西鹰潭·高三鹰潭一中校考阶段练习）已知一扇形的圆心角为α，半径为r ，弧长为l ，若扇形周长为20，当这个扇形的面积最大时，则圆心角α=______弧度．【解题方法总结】应用弧度制解决问题的方法（1）利用扇形的弧长和面积公式解题时，要注意角的单位必须是弧度．（2）求扇形面积最大值的问题时，常转化为二次函数的最值问题．（3）在解决弧长问题和扇形面积问题时，要合理地利用圆心角所在的三角形．题型四：三角函数定义题例10．（2024·湖南邵阳·高三统考学业考试）已知()3,4P 是角α终边上的一点，则sin α=（）A ．35B ．45C ．34D ．47例11．（2024·全国·高三对口高考）如果点P 在角2π3的终边上，且||2OP =，则点P 的坐标是（）A ．B ．(-C ．(D ．(1)-例12．（2024·北京丰台·北京丰台二中校考三模）已知点A 的坐标为(，将OA 绕坐标原点O 逆时针旋转π2至OB ，则点B 的纵坐标为（）A ．B ．1-CD ．1变式8．（2024·全国·高三专题练习）设a<0，角α的终边与圆221x y +=的交点为(34)P a a -，，那么sin 2cos αα+=（）A ．25-B ．15-C ．15D ．25变式9．（2024·全国·高三专题练习）如图所示，在平面直角坐标系xOy 中，动点P ，Q 从点(1,0)A 出发在单位圆上运动，点P 按逆时针方向每秒钟转6π弧度，点Q 按顺时针方向每秒钟转116π弧度，则P ，Q 两点在第2019次相遇时，点P 的坐标为________.【解题方法总结】（1）利用三角函数的定义，已知角α终边上一点P 的坐标可求α的三角函数值；已知角α的三角函数值，也可以求出角α终边的位置．（2）判断三角函数值的符号，关键是确定角的终边所在的象限，然后结合三角函数值在各象限的符号确定所求三角函数值的符号，特别要注意不要忽略角的终边在坐标轴上的情况．题型五：象限符号与坐标轴角的三角函数值例13．（2024·全国·高三对口高考）若13π7α=，则（）A ．sin 0α>且cos 0α>B ．sin 0α>且cos 0α<C ．sin 0α<且cos 0α>D ．sin 0α<且cos 0α<例14．（2024·全国·高三专题练习）已知点()sin23,cos23A -是角α终边上一点，若0360α<< ，则α=（）A ．113B ．157C ．293D ．337例15．（2024·河南·校联考模拟预测）已知α是第二象限角，则点(cos(sin ),sin(cos ))αα所在的象限是（）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限变式10．（2024·河南·校联考模拟预测）已知α是第二象限角，则点（cos()α-，sin()α-）所在的象限是（）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限变式11．（2024·河南许昌·高三校考期末）在平面直角坐标系中，点()sin 2023tan 2023P ︒︒，位于第（）象限A ．一B ．二C ．三D ．四变式12．（2024·全国·高三专题练习）已知点()cos ,tan P θθ是第二象限的点，则θ的终边位于（）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限【解题方法总结】正弦函数值在第一、二象限为正，第三、四象限为负；．余弦函数值在第一、四象限为正，第二、三象限为负；．正切函数值在第一、三象限为正，第二、四象限为负．题型六：同角求值—条件中出现的角和结论中出现的角是相同的例16．（2024·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）已知θ是三角形的一个内角，且满足sin cos 5θθ-=，则tan θ=（）A ．2B ．1C ．3D ．12例17．（2024·山西阳泉·统考二模）已知sin cos αα+，0πα<<，则sin cos αα-=（）A ．BC ．D 例18．（2024·全国·高三专题练习）已知1sin cos 5αα+=，且()0,πα∈，sin cos αα-=（）A ．75±B ．75-C ．75D ．4925变式13．（2024·贵州铜仁·统考模拟预测）已知πsin sin 2θθ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭tan θ=（）A ．B ．1-C ．1D 变式14．（2024·上海浦东新·华师大二附中校考模拟预测）已知sin cos αα､是关于x 的方程2320x x a -+=的两根，则=a __________.变式15．（2024·湖南衡阳·高三衡阳市一中校考期中）已知sin cos αα-=sin 2α=________．变式16．（2024·全国·高三专题练习）已知()7sin cos 0π13ααα+=<<，则tan α=______．变式17．（2024·全国·高三专题练习）若π10,,tan 22⎛⎫∈= ⎪⎝⎭θθ，则sin cos θθ-=________．变式18．（2024·陕西西安·校考模拟预测）已知tan 2θ=，则1sin 2cos 2θθ+的值是__________．变式19．（2024·浙江温州·乐清市知临中学校考二模）已知tan x ，则23sin 2sin cos x x x -=__________.变式20．（2024·全国·高三对口高考）若sin cos 2sin cos x xx x-=+，求sin cos x x 的值为__________.【解题方法总结】（1）若已知角的象限条件，先确定所求三角函数的符号，再利用三角形三角函数定义求未知三角函数值．（2）若无象限条件，一般“弦化切”．题型七：诱导求值与变形例19．（2024·山西阳泉·统考三模）已知πsin 6α⎛⎫+= ⎪⎝⎭，且ππ,44α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭，则πsin 3α⎛⎫-= ⎪⎝⎭_______．例20．（2024·四川绵阳·统考三模）已知π,π2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，()sin π3θ+=，则tan θ=______.例21．（2024·陕西西安·高三西北工业大学附属中学校考阶段练习）若()1sin 2πα+=-，则cos α的值为（）A ．12±B ．12C ．2D ．2±变式21．（2024·陕西西安·高三西北工业大学附属中学校考阶段练习）若1sin 3A =，则()sin 6A π-的值为（）A ．13B ．13-C．3-D．3变式22．（2024·广东深圳·统考模拟预测）已知π4sin 35α⎛⎫+= ⎪⎝⎭，则5πcos 6α⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值为（）A ．35-B ．35C ．45-D ．45变式23．（2024·陕西西安·长安一中校考二模）已知π5cos 513α⎛⎫-= ⎪⎝⎭，则7πsin 10α⎛⎫-= ⎪⎝⎭（）A ．513-B ．513C ．-1213D ．1213【解题方法总结】（1）诱导公式用于角的变换，凡遇到与2π整数倍角的和差问题可用诱导公式，用诱导公式可以把任意角的三角函数化成锐角三角函数．（2）通过2,,2πππ±±±等诱导变形把所给三角函数化成所需三角函数．（3）2,,2παβππ±=±±±等可利用诱导公式把,αβ的三角函数化题型八：同角三角函数基本关系式和诱导公式的综合应用例22．（2024·河南驻马店·统考三模）已知tan 2θ=，则3πsin sin 2θθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭（）A ．35B ．12C ．12-D ．25-例23．（2024·全国·高三对口高考）若tan 1tan 1x x =--，求π3πsin cos 22x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值.例24．（2024·全国·高三专题练习）已知tan 3α=，求()()πsin 3sin π23πcos cos 5π2αααα⎛⎫+++ ⎪⎝⎭⎛⎫--+ ⎪⎝⎭的值．变式24．（2024·河南周口·高三校考期中）（1）若3sin cos 0αα+=，求2cos 2sin cos ααα+的值；（2）设()222sin(π)cos(π)cos(π)3ππ1sin cos sin 22f ααααααα+--+⎛⎫⎛⎫+++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=)12si (n 0α≠＋，求23π6f ⎛⎫- ⎪⎝⎭的值.变式25．（2024·江苏扬州·高三校联考期末）在平面直角坐标系xOy 中，O 是坐标原点，角α的终边OA 与单位圆的交点坐标为()1,02A m m ⎛⎫-< ⎪⎝⎭，射线OA 绕点O 按逆时针方向旋转θ弧度．．后交单位圆于点B ，点B 的纵坐标y 关于θ的函数为()y f θ=(1)求函数()y f θ=的解析式，并求2f π⎛⎫- ⎪⎝⎭的值；(2)若()34f θ=()0,θπ∈，求tan 6πθ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值变式26．（2024·贵州贵阳·高三统考期中）已知角α满足5sin cos 5αα-=(1)若角α是第三象限角，求tan α的值;(2)若sin()tan(5)cos()()3tan(2)cos()2f αππαπααππαα-++=---，求()f α的值.【解题方法总结】（1）利用同角三角函数关系式和诱导公式求值或化简时，关键是寻求条件、结论间的联系，灵活使用公式进行变形．（2）注意角的范围对三角函数符号的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
28高斯函数数论函数，称为高斯函数，又称取整函数. 它是数学竞赛热点之一.定义一：对任意实数是不超过的最大整数，称为的整数部分.与它相伴随的是小数部分函数由、的定义不难得到如下性质：（1）的定义域为R ，值域为Z ；的定义域为R ，值域为 （2）对任意实数，都有. （3）对任意实数，都有.（4）是不减函数，即若则，其图像如图I －4－5－1；是以1为周期的周期函数，如图I －4－5－2.图Ⅰ—4—5—1 图Ⅰ—4—5—2（5）.其中. （6）；特别地，（7），其中；一般有；特别地，.][x y =][,x x x ][x x ].[}{},{x x x x y -==][x }{x ][x y =}{x y =)1,0[x 1}{0},{][<≤+=x x x x 且x x x x x x x ≤<-+<≤][1,1][][][x y =21x x ≤][][21x x ≤}{x y =}{}{];[][x n x x n n x =++=+*∈∈N n R x ,∑∑==∈≥+≥++≥+ni iin i iR xx x y x y x x y x y x 11],[][};{}{}{{];[][][].[][ba nb na ≥][][][y x xy ⋅≥+∈R y x ,∑∏=+=∈≥ni iin i iR xx x 11],[][*∈+∈≤N n R x x x n n ,],[][（8），其中. 例题讲解1．求证：其中k 为某一自然数.2．对任意的3．计算和式4．设M 为一正整数，问方程，在[1，M]中有多少个解？5．求方程]][[][nx n x =*∈+∈N n R x ,,2!211--=⇔k n n n ∑∞=+*+=∈01].22[,K k kn S N n 计算和.]503305[502的值∑==n nS 222}{][x x x =-.051][4042的实数解=+-x x6．7．对自然数n 及一切自然数x ，求证：.8．求出的个位数字.][3]3[2]2[1][][:,,nnx x x x nx N n R x ++++≥∈+∈*证明].[]1[]2[]1[][nx nn x n x n x x =-+++++++ ]31010[10020000+例题答案：1．证明：2为质数，n!中含2的方次数为若故反之，若n 不等于2的某个非负整数次幕，可设n=2s p ，其中p >1为奇数，这时总可以找出整数t ，使由于n !.这与已知矛盾，故必要性得证. 2．解：因对一切k =0,1,…成立，因此， 又因为n 为固定数，当k 适当大时,3．解：显然有：若503是一个质数，因此，对n=1,2,…,502, 都不会是整数，但+可见此式左端的两数的小数部分之和等于1，于是，[]+故4．解：显然x =M 是一个解,下面考察在[1，M]中有少个解.∑∞==1].2[)!(2t t n n ∑∑∞=-=--------=-=++++====1111221111122221]2[]2[)!(2,2t k t k k t k t k k n n n 则!.|21n n -+++=<<--+ ]2[]2[)!(22!,222211p p n n p s s t s t 的方次数为中所含于是≤++- 0]2[p t s ].2[]22[])12(2[])222[(21p n p p p p t s t s s t t s t s s s -------+=-=-=+++ 12,2)!(22!,2]2[,221----≤-=-<<n t s ts n n n p 则的方次数中含故则]212[]22[11+=+++k k n n ].2[]22[]212[111+++-⋅=+k k k nn n .)]2[]2([,0]2[,1201n nn S n n K k k k k ==-==<∑∞=+ 故从而.,,1][][][,1}{}{R y x y x y x y x ∈++=+=+则503305n 503305n ,305503)503(305=-n 503305n .304]503)503(305[=-n ∑∑===⨯=-+==25115021.76304251304]),503)503(305[]503305([]503305[n n n n n S设x 是方程的解.将代入原方程，化简得所以上式成立的充要条件是2[x ]{x }为一个整数.5．解：经检验知，这四个值都是原方程的解.6．这道题的原解答要极为复杂，现用数学归纳法证明如下. 【证明】 由于222}{}{}{2][x x x x x +⋅+==}]{[2x x ,1}{0].}{}]{[2[2<≤+x x x x 由于.1)1(],1[,.)1())1(21(2),1[,11.2)1,[),12,,1,0(2}{,][个解中有原方程在因此个解中方程有可知在又由于个解中方程有即在则必有设+--⋅=-+++-≤≤+-==∈=M M M M M M M M m m m m m k mkx N m x .0][,1][][不是解又因<+<≤x x x x ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤≥>⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤≥<⎩⎨⎧≤-->--⎪⎩⎪⎨⎧≤+->+-+∴.217][,23][,211][;217][,23][,25][.07][2)(3][2(.0)11][2)(5][2(.051][4][4,051][40)1]([422x x x x x x x x x x x x x x 或.2269,02694;2229,02294;2189,01894;229,0294:,876][2][2222==-==-==-==-==x x x x x x x x x x 分别代入方程得或或或解得.,2,1,][2]2[][ =+++=k kkx x x A k 令.,1],[1命题成立时则==n x A7．解：M ＝|f(x)|max ＝max{|f ⑴|，|f(－1)|，|f(－)|} ⑴若|－|≥1 (对称轴不在定义域内部) 则M ＝max{|f ⑴|，|f(－1)|} 而f ⑴＝1＋a ＋b f(－1)＝1－a ＋b|f ⑴|＋|f(－1)|≥|f ⑴＋f(－1)|＝2|a|≥4 则|f ⑴|和|f(－1)|中至少有一个不小于2∴ M≥2＞⑵|－|＜1 M ＝max{|f ⑴|，|f(－1)|，|f(－)|} ＝max{|1＋a ＋b|，|1－a ＋b|，|－＋b|}＝max{|1＋a ＋b|，|1－a ＋b|，|－＋b|，|－＋b|}≥(|1＋a ＋b|＋|1－a ＋b|＋|－＋b|＋|－＋b|)≥[(1＋a ＋b)＋(1－a ＋b)－(－＋b)－(－＋b)]＝≥综上所述，原命题正确.8．先找出的整数部分与分数部分..,,,],[][][][][][][])[])1([(]))2[(]2([])1[(]([][]2[])2[(])1[(][])1[(]2[][][])1[(]2[][][])1[(]2[][)(:].[],2[22,],)1[()1()1(],[,][,][,].)1[(,],2[],[,1122112111221111121证毕均成立故原不等式对一切命题成立时即故相加得所以成立对一切即因为即有时命题成立设*---------∈=≤∴=+++≤++-++-++-+=+++-+-++-+++≤++++++-+++=+-+++=+++-==--=---=-=-=--≤≤≤-≤N n k n kx A kx k kx kx kx kx kx x x k x k x x k x x x x k x k kx x k x x A A A A kx x k x x kA kx x k x x A A A kA x A x A A x k A k A k kx kA kA k kx kA kA kkx A A x k A x A x A k n k k k k k k k k k k k k k k k 2a 2a212a2a 4a 24a 24a 2414a 24a 2414a 24a 2)2a 2(412+213101010020000+=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3.3101010020000+31033103)10(100200100200200100+++-.3108110310910310310]31010[,131093103.310310,3)10(|310310|3)10(,)3(])10[(3)10(1005020000100100200001002002000100200001001001002001002002000022100100200200002210010021002100200200100+-=+-=+-=+<+=++--+---=-知显然是整数知又知。