试求最小正整数 $k$,使得关于 $n$ 的方程 $\left[ \frac{2002}{n} \right]=k$ 无整数解.(符号 $\left[ x \right]$ 表示小于或等于 $x$ 的最大整数.)
【难度】
【出处】
2002年第20届美国数学邀请赛Ⅱ(AIMEⅡ)
【标注】
【答案】
49
【解析】
方程 $\left[ \frac{2002}{n} \right]=k$ 等价于 $k\leqslant\frac{2002}{n}<k+1$,即 $\frac{2002}{k+1}<n\leqslant \frac{2002}{k}$.
要使方程无解,那么在这个区间上没有整数,也就是说,$\frac{2002}{k+1}$,$\frac{2002}{k}$ 的整数部分相同,区间长度小于1,因此 $\frac{2002}{k}-\frac{2002}{k+1}<1$,得到 $k\left(k+1 \right)>2002$,因此 $k\geqslant 45$.当 $k=45$,46,47,48,49,50时,$\frac{2002}{k}$ 的整数部分分别等于44,43,42,41,40,40.因此 $\frac{2002}{49}$ 和 $\frac{2002}{50}$ 的整数部分相同,即最小正整数 $k$ 等于49.
要使方程无解,那么在这个区间上没有整数,也就是说,$\frac{2002}{k+1}$,$\frac{2002}{k}$ 的整数部分相同,区间长度小于1,因此 $\frac{2002}{k}-\frac{2002}{k+1}<1$,得到 $k\left(k+1 \right)>2002$,因此 $k\geqslant 45$.当 $k=45$,46,47,48,49,50时,$\frac{2002}{k}$ 的整数部分分别等于44,43,42,41,40,40.因此 $\frac{2002}{49}$ 和 $\frac{2002}{50}$ 的整数部分相同,即最小正整数 $k$ 等于49.
答案
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