一个学校社团投票选举社长,有27个候选人,每个成员(包括候选人)只能投一票,支持其中的一位.对于每个候选人,他的得票率的100倍至少比他的票数少1.这个社团至少有多少人?
【难度】
【出处】
2003年第21届美国数学邀请赛Ⅱ(AIMEⅡ)
【标注】
  • 知识点
    >
    计数与概率
【答案】
134
【解析】
设 $t$ 为社团的总人数,${{n}_{k}}$ 为第 $k$ 名候选人的得票数,${{p}_{k}}$ 为第 $k$ 名候选人的得票率,其中 $k=1,2,\cdots,27$.
由定义知 ${{p}_{k}}=\frac{{{n}_{k}}}{t}$,由条件知 ${{n}_{k}}\ge100{{p}_{k}}+1=\frac{100{{n}_{k}}}{t}+1$,即 $\left( t-100\right){{n}_{k}}\geqslant t$,因此 ${{n}_{k}}\geqslant \frac{t}{t-100}$,故 ${{n}_{k}}\geqslant \left[\frac{t}{t-100} \right]$.
对 $k=1 \\ 2 \cdots 27$ 求和,得 $t\leqslant 27\left[ \frac{t}{t-100} \right]$.
但是当 $t\leqslant 133$ 时,$\frac{t}{t-100}=1+\frac{100}{t-100}\ge1+\frac{100}{33}>4$,因此 $27\left[ \frac{t}{t-100} \right]\geqslant 27\times5=135>t$,与上式矛盾.所以社团人数的最小值为 $134$.
当 $t=134$ 时,一个候选人得 $30$ 票,其他 $26$ 人每人得 $4$ 票,此时满足题目条件.
答案 解析 备注
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