第31章 计算圆周率(1 / 2)
「倒数第二题,解:」
「假设k不是平方数,题干条件变换为a^2-(kb)a+(b^2-k)=0。」
「假设存在满足上式(a≥b)且(a+b)最小的a丶b,可构造方程x^2-(kb)x+(b^2-k)=0。」
「根据一元二次方程根与系数的关系,易知a+a1=kb,a·a1=(b^2-k),a1是方程的另一个根,且a1=kb-a=(b^2-k)/a。」
「如果a1=0,则b^2=k,与假设矛盾。」
「如果a1<0,此时a1·b<0,也就是a1·b≤-1,(a1)^2+b^2=k(a1·b+1)≤0,矛盾。」
「所以a1必然大于0,由此0<a1=(b^2-k)/a≤(b^2-1)/a≤(a^2-1)/a<a,找到了一组和更小的解:a1+b小于a+b,这与假设a+b最小矛盾,因此,k为完全平方数,证毕。」
这道题只要找对了思路,证明起来,其实并不复杂。
通过一元二次方程的根与系数的关系,先假设最小解,再构造更小解,最后导出矛盾,自然而然就能以反证法完成证明。
实际上,这种以韦达定理+无穷递降法结合运用的方法,在罗伦的前世叫做韦达跳跃法。
其核心在于利用方程根的对称性,揭开解的结构性质。在涉及到平方数与整除性的二次不定方程的问题时,可以拿来套着用,其巧妙之处在于,无需显式求解方程,可直接通过逻辑推理来导出结论的必然性。
而这种方法在数论问题中通常被称之为非构造性证明,在逻辑上具有天然的严谨性。
所以,罗伦刚才在看到这道题的第一眼,其实脑海里便蹦出了『这题难度不低啊,但用韦达跳跃可以直接秒了』的想法。
在精神能量的加持下,罗伦口述出来的内容显化成一排排漂浮在半空中的字符,而后随着罗伦的注视飘忽挪转,很快扑向那面黑色面板,最终烙印在了其上。
下一瞬,黑色面板蠕动不停,其上辉光四溢,十分刺目。
待到那刺目的光芒消散以后,一行简洁的判定,荡悠悠出现在面板的中央位置。
【答案正确】
嘭!
众人的头顶上,那块黑色的面板倏然炸开,彻底崩散,化作了一枚枚纯粹的黑色字符,在旋转交融中化为了灰白色的精神能量团。
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