设整数 $n \geqslant 4$,$P\left( {a,b} \right)$ 是平面直角坐标系 $xOy$ 中的点,其中 $a,b \in \left\{ {1,2,3, \cdots ,n} \right\},a > b$.
【难度】
【出处】
2011年高考江苏卷
【标注】
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记 ${A_n}$ 为满足 $a - b = 3$ 的点 $P$ 的个数,求 ${A_n}$;标注答案解析因为满足 $a - b = 3 ,a,b \in \left\{ 1,2,3, \cdots ,n\right\} ,a > b$ 的每一组解构成一个点 $P,$
所以\[{A_n} = n - 3.\] -
记 ${B_n}$ 为满足 $\dfrac{1}{3}\left( {a - b} \right)$ 是整数的点 $P$ 的个数,求 ${B_n}$.标注答案解析设 $k$ 为正整数,记 ${f_n}\left(k\right)$ 为满足题设条件以及 $a - b = 3k$ 的点 $P$ 的个数,只要讨论 ${f_n}\left(k\right) \geqslant 1$ 的情形.
由\[1 \leqslant b = a - 3k \leqslant n - 3k\]知\[{f_n}\left(k\right) = n - 3k,\]且\[k \leqslant \dfrac{n - 1}{3},\]设 $n - 1 = 3m + r$,其中 $m \in {\mathbb{N}}^*$,$r \in \left\{ {0,1,2} \right\}$,则\[k \leqslant m,\]所以\[ \begin{split} {B_n}& = \sum\limits_{k = 1}^m {{f_n}\left(k\right)}\\& = \sum\limits_{k = 1}^m {\left(n - 3k\right)} \\&= mn - \dfrac{3m\left(m + 1\right)}{2}\\& = \dfrac{m\left(2n - 3m - 3\right)}{2},\end{split} \]将 $m = \dfrac{n - 1 - r}{3}$ 代入上式,化简得\[{B_n} = \dfrac{\left(n - 1\right)\left(n - 2\right)}{6} - \dfrac{r\left(r - 1\right)}{6},\]所以\[ {B_n} = {\begin{cases}\dfrac{n\left(n - 3\right)}{6},& \dfrac{n}{3}是整数, \\
\dfrac{\left(n - 1\right)\left(n - 2\right)}{6} , & \dfrac{n}{3}不是整数. \\
\end{cases}} \]
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2