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高中数学竞赛专题大全竞赛专题16导数与极限50题竞赛真题强化训练含解析
展开这是一份高中数学竞赛专题大全竞赛专题16导数与极限50题竞赛真题强化训练含解析,共43页。试卷主要包含了填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
竞赛专题16 导数与极限
(50题竞赛真题强化训练)
一、填空题
1.(2019·全国·高三竞赛)函数的最大值是______.
【答案】.
【解析】
【详解】
设.则.
由,得.
令.解得(舍去负根).
故.
故答案为
2.(2019·全国·高三竞赛)已知等比数列满足,则的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【详解】
设等比数列的公比为,由部分和的极根存在知则.解得.
3.(2019·全国·高三竞赛)称一个函数是“好函数”当且仅当其满足:
(1)定义在上;
(2)存在,使其在、上单调递增,在上单调递减.
则以下函数是好函数的有______.
①, ②,
③, ④.
【答案】①②③
【解析】
【详解】
①在、上单调递增,在上单调递减,满足定义.
②.
注意到.
故在、上单调递增,在上单调递减,满足定义.
③.
注意到.
(因为,所以,存在、为的两实根且.)
故在、上单调递增,在上单调递减,满足定义.
④.
注意到.
由于,则恒成立.
故在上单调递增,不满足定义.
故答案为①②③
4.(2019·全国·高三竞赛)函数在区间[0,3]上的最小值为_______.
【答案】
【解析】
【详解】
令.则
.
而,
故当时,,单调递减;当时,,单调递增.
所以,当t=3时,取得最小值,
,
即当x=1时,f(x)取最小值-53.
故答案为-53
5.(2019·全国·高三竞赛)关于的不等式的解集为______.
【答案】
【解析】
【详解】
原不等式可化为.
构造函数.
因为,
所以,函数在上是单调递增函数,且易知.
故只有一个实数根0.
进而知原不等式的解集为.
故答案为
6.(2019·山东·高三竞赛)设函数,那么f(x)的最大值是______ .
【答案】
【解析】
【详解】
,故f(x)在上单调递增,
所以f(x)的最大值为.
故答案为:.
7.(2019·全国·高三竞赛)满足的整数n=__________.
【答案】
【解析】
【详解】
注意到,对任意的有
则与的导函数分别为
,.
故在区间上递减,在区间上递增.
且对任意的有.
从而,对任意的m、n有.
因此,满足的整数n必为负数.
记,代入题设等式得.
故,.
故答案为-2015
8.(2019·全国·高三竞赛)设函数的图像关于直线对称.则对满足的任意实数,的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【详解】
由题意,知定义区间的中点为.于是,.
则
令,得.
由对任意的有,及对任意的有
知
记
则 ①
由,得
即.
类似地,由式①得.
两式相加得.
当时,上式等号成立.
故.
故答案为
9.(2019·全国·高三竞赛)设.则当与两个函数图像相切时,______.
【答案】
【解析】
【详解】
因为两个函数互为反函数,且关于直线对称,
所以,相切时切点在上.
设切点为.则
,①
.②
将式①代入式②得,即.③
再将式①代入式③得.
故.
10.(2019·全国·高三竞赛)已知过点的直线与曲线交于两不同的点、.则曲线在、处切线交点的轨迹为______.
【答案】,.
【解析】
【详解】
设,,点、处的切线为、,交点坐标为,直线的方程为.
由.
而,.
易知的方程为.
同理,.
故,.
又.
故所求交点的轨迹为,.
故答案为,.
11.(2019·全国·高三竞赛)若函数的图像上存在互相垂直的切线,则实数是__________.
【答案】0
【解析】
【详解】
注意到,.
若函数上存在两条切线垂直,则存在、,使得
.
故答案为0
12.(2019·全国·高三竞赛)在各项均为正数的等比数列中,若,则的最小值是______.
【答案】
【解析】
【详解】
设公比为.由题设知.
由,得.
而.
令.则,且.
因为,所以时上式取最小值为.
13.(2019·全国·高三竞赛)已知数列满足,,且. 则______.
【答案】
【解析】
【详解】
由已知有,从而,.
故.
于是,.
从而,.
另一方面,.
从而,成立.
14.(2019·全国·高三竞赛)某人练习打靶,开始时,他距靶,此时,进行第一次射击.若此次射击不中,则后退进行第二次射击,一直进行下去.每次射击前都后退,直到命中为止,已知他第一次的命中率为,且命中率与距离的平方成反比.则他能够命中的概率等于_________.
【答案】
【解析】
【详解】
记事件“第次射击命中”为,其概率为.则.
又第次射击时距离靶,
则.
于是,前次内命中的概率为
.
令,得.
因此,此人能够命中的概率是.
故答案为
15.(2019·全国·高三竞赛)已知数列满足,,,记,其中,表示不超过实数的最大整数.则_______.
【答案】
【解析】
【详解】
根据递推关系及初始值,易算得.
由, ①
得. ②
得.
整理得.
则,
即.
所以,.
故是以为首项、8为公差的等差数列,即
.
则
.
由,知.于是,
.
所以,.
故答案为
16.(2019·全国·高三竞赛)设.则______.
【答案】1005
【解析】
【详解】
设.则
.
从而,,.
又由,得.
故
.
故答案为1005
17.(2019·全国·高三竞赛)联结正多面体各个面的中心,得到一个新的正多面体,我们称这个新正多面体为原多面体的正子体.一正方体的表面积为,它的正子体为,表面积为,的正子体为,表面积为,……如此下去,记第个正子体的表面积为.则________.
【答案】
【解析】
【详解】
由已知为正方体,为正八面体.设的边长为,如图易知.
如图,计算得,.
易知,对于自然数,有,.
而,,,.
同样,,.
于是,可得,.
故.
18.(2019·全国·高三竞赛)四次多项式的四个实根构成公差为2的等差数列.则的所有根中最大根与最小根之差是_________.
【答案】
【解析】
【详解】
设的四个实根为
.
则.
令.则
.
故.
故的根为,0,则的根为.
故的最大根与最小根之差为.
19.(2021·全国·高三竞赛)若数列是首项不为零的等差数列,则___________.
【答案】1或3##3或1.
【解析】
【详解】
设数列的前项和为,则,
若为常数列,则;
若不为常数列,则,
故答案为:1或3.
20.(2021·全国·高三竞赛)两数列满足,且对任意正整数n,,则为___________.
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】
易知两数列均为严格递增的正数列,且不同时存在极限(否则对递推式取极限得矛盾).
将两个递推式等号两边加1,可得:
再取倒数可得
所以,
当时,由得,于是数列有极限,从而没有极限,即,
此时;
当时,,于是都没有极限.
此时,
当时,,所以,
于是数列有极限,没有极限,
此时.
综上可得:.
故答案为:.
21.(2021·浙江·高三竞赛)若,,,,则______.
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】
解析:由题意知设,
问题转化为:若,求,
即与的图象的两个公共点的横坐标设为求的范围;
如图所示,易知,所以,所以.
故答案为:3.
22.(2019·四川·高三竞赛)已知a为实数,且对任意k∈[-1,1]当x∈(0,6]时,6lnx+x2-8x+a≤kx恒成立,则a的最大值是_____ .
【答案】6-6ln6
【解析】
【详解】
由题意,对k∈[-1,1],在x∈(0,6]时恒成立,
所以,在x∈(0,6]时恒成立,
即a≤-x2-6lnx+7x在x∈(0,6]时恒成立.
设h(x)=-x2-6lnx+7x,x∈(0,6],则.
所以.
因为x>0,所以当时,h'(x)>0,h(x)为增函数;
当x∈和(2,6]时h'(x)<0,h(x)为减函数.
所以h(x)的最小值为和h(6)中的较小者.
,
所以,从而a的最大值是6-6ln6.
故答案为:.
二、解答题
23.(2019·全国·高三竞赛)已知函数.
(1)求的极大值;
(2)求的最大值.
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)由,
可知在上单调递增,在上单调递减.
所以,在时,取得极大值.
(2).
下面证明:当时,.
则要证.
由
,
知,即的最大值为.
24.(2019·广西·高三竞赛)已知函数.
(1)设a>1,讨论f(x)在区间(0,1)上的单调性;
(2)设a>0,求f(x)的极值.
【答案】(1)减区间是,增区间是;(2)当a>1时,极小值为,极大值为;当a=1时,无极值;当0 【解析】
【详解】
(1).
由a>1可知,所以f(x)的减区间是,增区间是.
(2).
当a>1时,f(x)的减间是和[a,+∞)增区间是.
f(x)的极小值为,极大值为.
当a=1时,,f(x)无极值.
当0 f(x)的极小值为,极大值为.
综上可得:
当a>1时,极小值为,极大值为;
当a=1时,无极值;
当0 25.(2021·全国·高三竞赛)求c的最大值,使得对任意的正实数x、y、z,均有,其中“”表示轮换对称求和.
【答案】.
【解析】
【分析】
【详解】
注意到,由不等式的轮换对称性,不妨设x最小,则,其中.所以,原式等价于:
,
化简得.
由,且x可无限接近于0,得,对成立.
又,为了求c的最大值,可不妨设.
令,,
设,
则,
所以在上严格单调递增.
而,
解得,所以在上单调递减,在上单调递增.
故,
所以,c的最大值为.
26.(2019·全国·高三竞赛)在锐角△ABC中,证明:.
【答案】见解析
【解析】
【详解】
不妨设A≥B≥C.
由,知式①等价于
.
记.则.
故.
从而,.
类似地,
.
将这三式相加,便证明了原不等式.
27.(2019·全国·高三竞赛)求所有的正实数k,使得对于任意正实数a、b、c,均有.
【答案】见解析
【解析】
【详解】
k≥4.
一方面,令a=b=1,得
.
令c→0,得k≥4.
另一方面,只需证明k=4时,不等式成立.
由柯西不等式得
.
(因为.)
故题设不等式成立.
28.(2019·全国·高三竞赛)已知函数,的图像有两条公切线,且由这四个切点组成的四边形的周长为6,求实数a的值.
【答案】
【解析】
【详解】
设函数f(x)与g(x)的一条公切线分别过切点.则公切线方程为
.
故,且.
注意到,
.
两于是,是方程的两实根.
由f(x)与g(x)有两条公切线,知f(x)与g(x)不相交.
因此,.
由.
设四个切点坐标为.
则
,
.
同理,.
故四边形MNPQ为平行四边形,且.
解得即为所求.
29.(2019·全国·高三竞赛)已知,.求最大的正整数,使得对任意的正数,存在实数满足,且.
【答案】3
【解析】
【详解】
对于正整数,显然,在区间(1,+∞)上为减函数.
于是,对任意的正数,.
当时,不等式 ①
令,则.
令,则.
故在时为增函数.
又,
因此,存在唯一的正实数吨,有. ②
于是, ,且.
故当时, ,为减函数;当时, , 为增函数.
因此,当时,结合式②有的最小值为.
结合式①有正整数,. ③
下面证明:当时,对,有. ④
当时, .
令,其中,.则.
故为减函数.于是,.
因此,式④成立.
注意到,的值域为(0,+∞),
的值域也为(0,+ ∞),
的值域为R.
结合函数的图像,知对任意的正数,存在实数满足,且.
综上,正整数的最大值为3.
30.(2019·全国·高三竞赛)已知,对任意实数成立.求的解析式.
【答案】
【解析】
【详解】
当时,.
将这个等式相加得.
令,知.
上式右边.故.
又也满足条件,因此,.
31.(2019·全国·高三竞赛)已知各项均不小于1的数列满足:,,,试求:(1)数列的通项公式;
(2)的值.
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)令.
则且.
由此,,,….
观察知.
下面用数学归纳法证明.
当时,结论显然成立.
设时,结论成立,证明时结论亦成立.
由,知.
因此,对一切正整数成立.
由此得.
由,知.
令,则,且.
故.
从而,.
(2)注意到
(阿贝尔公式),
故,即.
从而,.
类似地,由于
,
故,即.
所以,.
综上,.
32.(2019·全国·高三竞赛)已知,方程在上有唯一解.求的值.
【答案】
【解析】
【详解】
设函数.
则.
令,即.
解得(舍去),.
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
故在时取到最小值.
由有唯一解知,即.
于是,.
由,知.
当时,函数严格递增,又,从而,.
由此可解得.
33.(2019·全国·高三竞赛)设,对,有.求常数,使对一切正整数有,而对任何,都存在正整数,使.
【答案】
【解析】
【详解】
由题设得,即从而,则由数学归纳法知,对有所以,故对任何,都存在正整数,使依题意得因此,
34.(2019·全国·高三竞赛)给定正整数,(即等于进制表示为的数).试求的值.
【答案】
【解析】
【详解】
根据题意知
注意到
.
则
.
故.
于是,有
.
35.(2019·全国·高三竞赛)求最小的实数,使得对每个满足条件的二次三项式,适合不等式.
【答案】8
【解析】
【详解】
设二次三项式为.
由题意知,,.
注意到,
,
,
.
则.
因此,.
又,
当时,,,.
于是,.所以.
36.(2019·全国·高三竞赛)已知,其中,常数.求所有的实数,使对任意、,恒有.
【答案】
【解析】
【详解】
当时,任意.
当时,不等式化为.
由于
,
由.
当,且都趋向于时,有.
于是,所求的集合是.
37.(2019·全国·高三竞赛)设是一个给定的非零实数,在平面直角坐标系中,曲线的方程为且,点.
(1)设是上的任意一点,试求线段的中点的轨迹的方程并指出曲线的类型和位置;
(2)求出、在它们的交点处的各自切线之间的夹角(锐角)(用反三角函数式表示)
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
【详解】
(1)
(且)
(由,得)
(且).
故曲线是在一条等轴双曲线上挖去点(0,0)和所得的曲线.
设的中点为,则.
从而,.
代入方程得
(且).
因此,的轨迹的方程为
(且).
它的中心点为,渐近线为及,即是在一条等轴双曲线上挖去点和所得的曲线.
(2)联立方程组
②÷①得.
解得,代入式②得.
故与的交点为.
对的两边求关于的导数得,即
.
再对的两边求关于的导数得,即
.
与在焦点处的各自的切线的夹角(锐角)的正切值为.
故.
38.(2019·全国·高三竞赛)已知函数,其中,a为实数.
(1)当函数的图像在上与x轴有唯一的公共点时,求实数a的取值范围;
(2)当时,求函数在上的最大值与最小值.
【答案】(1),或,或;(2)最大值为,最小值为
【解析】
【详解】
由已知有.
(1)由函数的图像与x轴公共点的横坐标是二次方程的实数根得.
下面分三种情形讨论.
(i)当时,有.
进而,是函数的图像在上与x轴的唯一公共点,故为所求.
(ii)当时,有.进而,.
又由函数的图像在上与x轴有唯一的公共点,得,即.解得.
(iii)当时,有.进而,.
又由函数的图像在上与x轴有唯一的公共点,得,即.解得.
所以,实数a的取值范围为,或,或.
(2)当时,有,且的两个根为,只有在上.
则在上单调递减,在上单调递增,且.
因此,函数在上的最大值为,最小值为.
39.(2019·全国·高三竞赛)已知抛物线上的动点P,及焦点.求的内切圆半径r的最大值.
【答案】
【解析】
【详解】
由对称性,不妨设.
易知,,且
.
故.
则
由,解得.
此时,.
从而,且在上单调递增.
故在时,取最小值.
所以,.
40.(2019·全国·高三竞赛)设,,,其中,、、为给定的实数.
(1)求的表达式.
(2)问:当为何值时,极限存在?如果存在,请求出其值.
【答案】(1),, 其中,,(2)
【解析】
【详解】
(1)由题给条件得,,
则,
令,则 ①
其中,,
由式①得
则
,其中,
故,
……
将以上个式子相加得
故 ②
其中,,同时对也成立.另外,,,
(2)由式②知,若,则
若,则
因此,当且仅当时,存在,且
41.(2019·全国·高三竞赛)设函数的图像T上有两个极值点P、Q,其中,P为坐标原点.
(1)当点Q(1,2)时,求f(x)解析式;
(2)当点Q在圆上时,求曲线T的切线斜率的最大值.
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】
因为,所以,.
因图像T上有一极值点P为坐标原点,所以,且.故c=d=0.
(1)当点Q(1,2)时,由与,得3a+2b=0,a+b=2.解得a=-4,b=6.
此时,.
(2)因为,且由题意点Q在圆C上知a<0,所以,曲线T的切线斜率k的最大值为的最大值,即.
设点,则,且.
,且.
因为表示过原点且圆C有公共点的直线的斜率,而过原点且与圆C有公共点的直线斜率的最大值为,
所以.
故曲线T的切线斜率最大值为.
42.(2019·四川·高三竞赛)已知函数f(x)=xlnx-ax2,a∈R.
(1)证明:当1
【答案】(1)证明见解析(2)或
【解析】
【详解】
(1)设,则.
当1
设,则.
当1
当2
所以,h(x)的最大值为h(2)=e2,即0<(3-x)ex≤e2.
所以.
又因为f(x)+ax2-x+2>1,所以.
(2).
令,则.
当x∈[1,e]时,t'(x)≥0,故t(x)在[1,e]上单调递增.
于是t(1)≤t(x)≤t(e),即.
(i)当-a≥0,即a≤0时,t(x)≥0,于是,
则,从而F(x)在[1,e]上单调递增.
所以,F(x)在[1,e]上无极值点.
(ii)当,即时,t(x)<0,于是.
则,,因为,
①当2a≥1,即时,F"(x)≥0,故F'(x)在[1,e]上单调递增.
又因为F'(1)=2a-1≥0,故F(x)在[1,e]上单调递增,所以,F(x)在[1,e]上无极值点.
②当时,由得.
于是F'(x)在上单调递减,在上单调递增.
又因为F'(1)=2a-1<0,F'(e)=2ae-2>0,故存在,使得.
因此,F(x)在上单调递减,在上单调递增.
所以,F(x)在[1,e]上有一个极小值点
(iii)当时,,由得.
于是F'(x)在上单调递减,在上单调递增.
又,从而F'(x)≤0在[1,e]上恒成立.
所以,F(x)在[1,e]上无极值点
(iv)当时,因为t(x)在[1,e]上单调递增,于是存在x0∈(1,e),使得.
因此,当时,t(x)≤0;当时,t(x)≥0.
从而
于是
令,则.
下面证明k'(x)≤0,即证2ax≤lnx+1,即.
又,故.
即证,所以结论成立,即k'(x)≤0.
注意到,故F(x)在上单调递减,在上单调递增.
因此,为F(x)的极小值点
综上所述,当或时,F(x)在[1,e]上有极小值点.
43.(2019·江苏·高三竞赛)证明:对任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞),,且等号成立的充要条件是.
【答案】证明见解析
【解析】
【详解】
设,令,
则.
因此,对任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞),有:
①
当0
由函数的单调性,得 ②
由①②知,对任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞)及任意,有:
. ③
在③式中,令,化简得:
.
此时,当时,则.
从而,等号成立的充要条件是.
44.(2020·浙江温州·高一竞赛)已知1 (1)证明:函数在(0,+)上有唯一零点;
(2)设是函数在(0,+)上的零点,证明:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【解析】
【详解】
(1)当10,
故函数y=f(x)在(0,+)上存在零点.
设,
又因为,所以,
所以,
则,即,
所以函数在(0,+)上单调递增.
故函数在(0,+)上有唯一零点.
(2)先证右边:要证明,由(1)知只需,
只需即可.
而
(),
所以右边不等式成立.
再证左边:要证明也只需,
即只需,
设(t>1),则,,
代入上式只需,
即,
整理得,
当t>1时,不等式显然成立.
45.(2021·全国·高三竞赛)设均为正数,证明:
(1)若,则;
(2)若,则.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【解析】
【分析】
【详解】
设,令解得.
当时,在内是增函数;
当时,在内是减函数;
故函数在处取得最大值.
(1)因为,从而有,得,
求和得.
因为,所以,
即,所以.
(2)①先证
令.则,
于是由(1)得,
即,
所以.
②再证.
记,令,则,
于是由(1)得.
即,所以.
综合①②,(2)得证.
46.(2019·重庆·高三竞赛)已知x,y≥0,x2019+y=1,求证:.
注:可直接应用以下结论:(1);(2).
【答案】证明见解析
【解析】
【详解】
设n=2019,f(x)=x+yn,x,y≥0,则.
只要证,因为f(0)=f(1)=1>,
所以只要证明:对满足f'(x)=0的x,有.
由得.
此时,
,
所以
.
因为,所以
,
不等式成立,得证.
47.(2019·福建·高三竞赛)已知.
(1)当时,不等式恒成立,求m的取值范围;
(2)求证:当时,.
【答案】(1).(2)证明见解析
【解析】
【详解】
(1)依题意,当x≥0时,恒成立.
设,则x≥0时,k(x)≥0恒成立,
若,则x>0时,,k(x)在[0,+∞)上为增函数.
于是,x≥0时,k(x)≥k(0)=0.因此,符合要求.
若,则2m>1,0
所以m的取值范围为.
(2)解法一:设,则.
当x
所以g(x)在(-∞,ln4]上为减函数,在[ln4,+∞)上为增函数.
所以g(x)≥g(ln4)=4-4ln4.
由此可得,g(x)=ex-4x≥4-4ln4,即,
当且仅当x=ln4时等号成立.
所以x>0时,,
当且仅当x=ln4时等号成立.
设h(x)=4x-4lnx-4,则.
当0
所以h(x)在(0,1]上为减函数,在[1,+∞)上为增函数.
所以h(x)≥h(1)=0,即,
当且仅当x=1时等号成立.故.
由于上述两个等号不同时成立,因此.
所以当x>0时,f(x)>4lnx+8-8ln2.
解法二:设,
则.
由g"(x)=,知g'(x)为增函数.
又g'(1)=e-4<0,g'(2)=e2-2>0,因此,g'(x)有唯一零点,设为x0.
则x0∈(1,2),且0
所以g(x)在区间(0,x0]上为减函数,在区间[x0,+∞)上为增函数.
所以g(x)有最小值.
又由,知,
两边取对数,得.
所以
.
所以当x>0时,g(x)≥g(x0)>0,故当x>0时,.
48.(2019·全国·高三竞赛)如果一个多项式的系数都是自然数,则称为“自然多项式”.对正整数,用表示满足的不同自然多项式的个数.证明:.
【答案】见解析
【解析】
【详解】
首先证明:对任何正整数,有. ①
事实上,对任何满足的自然多项式,因为奇数,所以,的常数项为奇数.令.则是自然多项式,且.
反之,对任何满足的自然多项式,令.则是自然多项式,且.
所以,.
对任何满足的自然多项式,若,令,则是自然多项式,且,这样的多项式有个;若
,令,则是自然多项式,且,故,这样的多项式有个.
所以,.
式①成立.
其次证明:对任何正整数,有. ②
由式①可知,不减,且对,有
.
特别地,令,有.
故.
式②的右边获证.
取整数,使.
则.
取自然数组(),使,这样的数组()有个.
对每个这样的数组,再取,其中,,令,则,且,有.
从而,是自然多项式.因此,.
故式②的左边获证.
由式②有.
令,得.
对任意的正整数,设.则,.
又由不减可知,.
则.
令,,得.
49.(2019·全国·高三竞赛)设求正实数,使得满足不等式的实数的集合是互不相交的区间的并集,且这些区间的长度总和为2009.
【答案】
【解析】
【详解】
考虑函数.
易知,当时,
,.
而在内是严格递减的连续函数,因此,在内恰好有一个实根().
又,而在于内都是严格递减的连续函数,于是,在内无实根,在内有唯一实根.
考虑方程.①
显然()为方程①的实根.
又方程①左边为一个次多项式,则至多有个实根.
这说明()是在对应区间内的唯一实根.
故不等式的解集是,其长度和为.
又在方程①中,次项系数为,次项系数为
,
故.
从而,所有区间长度之和为.
所以,.
50.(2019·全国·高三竞赛)求所有的实数组(a、b、c),使得对任何整数n,都有.其中,表示不超过实数x的最大整数.
【答案】见解析
【解析】
【详解】
首先证明:“使对任何整数n,都有”等价于“a、b中至少有一个为整数,且c=a+b”.
一方面,若a、b中至少有一个为整数,且c=a+b,则不妨设a为整数.那么,对任何整数n,na为整数.所以,.
于是,.
另一方面,若对任何整数n,都有.则分别取n=1、-1,
得,
两式相加得.
又对任何实数x,
于是,如果a、b都不是整数,则
故,矛盾.
所以,a、b中至少有一个为整数.
不妨设a为整数,那么,对任何整数n,na为整数,于是,.
则对任何整数n,.
即.
故
而
于是,.
综上,所求的实数组,,
其中,m、n为任意整数,t为任意实数.
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