求解满足{x}=(x-3)/(2⌊x⌋-5)的实数x
嗨,你已经找对了方向!用${x} = x - \lfloor x \rfloor$拆分整数部分和小数部分,正是解决这类取整问题的核心突破口,咱们把这个思路落地:
步骤1:变量替换,拆分x的整数与小数部分
设$n = \lfloor x \rfloor$(n是整数),那么$x$可以写成$x = n + f$,其中$f = {x}$是x的小数部分,满足**$0 \leq f < 1$**。这个替换能把原方程的实数问题转化为整数n和区间内小数f的问题,更容易处理。
步骤2:代入原方程,整理求解f
把$x = n + f$和$f = {x}$代入原方程,得到:
$$f = \frac{(n + f) - 3}{2n - 5}$$
接下来把这个方程当作关于f的一元一次方程整理:
- 两边同乘分母$2n - 5$(因为n是整数,$2n-5$不可能为0,无需额外排除):
$$f(2n - 5) = n + f - 3$$ - 把含f的项移到左边,常数项移到右边:
$$2nf - 5f - f = n - 3$$
$$f(2n - 6) = n - 3$$
现在分两种情况讨论:
情况1:$n - 3 = 0$(即n=3)
此时方程变为$0 = 0$,意味着只要满足小数部分的范围$0 \leq f < 1$即可。对应的x就是$x = 3 + f$,其中$0 \leq f < 1$,也就是**$x \in [3, 4)$**。
验证一下:当x在[3,4)时,$\lfloor x \rfloor=3$,原方程右边为$\frac{x-3}{2*3-5}=x-3$,而${x}=x-\lfloor x \rfloor=x-3$,两边完全相等,符合条件。
情况2:$n - 3 \neq 0$(即n≠3,n为整数)
此时可以两边同时除以$n-3$,得到:
$$2f = 1 \implies f = \frac{1}{2}$$
因为$\frac{1}{2}$满足$0 \leq f < 1$,所以对应的x为$x = n + \frac{1}{2}$,其中n是不等于3的任意整数。
随便验证几个:比如n=1时x=1.5,${x}=0.5$,右边$\frac{1.5-3}{21-5}=\frac{-1.5}{-3}=0.5$,成立;n=-1时x=-0.5,${x}=0.5$,右边$\frac{-0.5-3}{2(-1)-5}=\frac{-3.5}{-7}=0.5$,也成立。
最终所有解总结
- 所有形如$x = n + \frac{1}{2}$的实数,其中n是整数且$n \neq 3$;
- 所有属于区间$[3, 4)$的实数。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者user1104319

