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文檔簡(jiǎn)介

高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽培訓(xùn)教材

編者:全國(guó)特級(jí)教師

(一)集合與容斥原理

集合是一種基本數(shù)學(xué)語(yǔ)言、一種基本數(shù)學(xué)工具。它不僅是高中數(shù)學(xué)的第一課,而且是整個(gè)數(shù)

學(xué)的基礎(chǔ)。對(duì)集合的理解和掌握不能僅僅停留在高中數(shù)學(xué)起始課的水平上,而要隨著數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的進(jìn)程

而不斷深化,自覺使用集合語(yǔ)言(術(shù)語(yǔ)與符號(hào))來(lái)表示各種數(shù)學(xué)名詞,主動(dòng)使用集合工具來(lái)表示各種數(shù)

量關(guān)系。如用集合表示空間的線面及其關(guān)系,表示平面軌跡及其關(guān)系、表示方程(組)或不等式(組)

的解、表示充要條件,描述排列組合,用集合的性質(zhì)進(jìn)行組合計(jì)數(shù)等。

一、學(xué)習(xí)集合要抓住元素這個(gè)關(guān)鍵

例1.設(shè)八=口IX=a2+b2,a、bGZ},XI,X2SA,求證:X1X2WA。

分析:A中的元素是自然數(shù),即由兩個(gè)整數(shù)a、b的平方和構(gòu)成的自然數(shù),亦即從0、1、4、9、

16、25……,n2,……中任取兩個(gè)(相同或不相同)數(shù)加起來(lái)得到的一個(gè)和數(shù),本題要證明的是:兩個(gè)

這樣的數(shù)的乘積一定還可以拆成兩個(gè)自然數(shù)的平方和的形式,即(a2+b2)(c2+d2)=(M)2+(N)2,M.NeZ

證明:設(shè)Xl=a2+b2,X2=c2+d2,a、b、c、dGZ.則X1X2=(a2+b2)(c2+d2)

=a2c2+b2d2+b2c2+a2d2=a2c2+2ac?bd+b2d2+b2c2-2bc,ad+a2d2=(ac+bd)2+(bc-ad)2

又a、b、c、dGZ,故ac+bd、bc-adWZ,從而X1X2WA

練習(xí):

1.設(shè)兩個(gè)集合S={x|x=12m+8n,m,nGZ},T={xIx=20p+16q,p,qGZ}.求證:S=T。

2.設(shè)M={a|a=x2-y2,x,yWZ}.求證:(1)一切奇數(shù)屬于M;

(2)4k-2(kGZ)不屬于M;

(3)M中任意兩個(gè)數(shù)的積仍屬于M。

3.已知函數(shù)f(x)=x2+ax+b,a,bWR,且A={x|x=f(x)},B={x|x=f[f(x)]}.

(1)求證:A&B;

(2)若A=『l,3}時(shí),求集合B.

二、集合中待定元素的確定

例2.已知集合^1=僚,XY,lg(xy)},S={0,|X|,Y},且M=S,則(X+l/Y)+(X2+1/Y2)

+...+(X2002+l/Y2002)的值等于().

分析:解題的關(guān)鍵在于求出X和Y的值,而X和Y分別是集合M與S中的元素。這一類根據(jù)集合

的關(guān)系反過來(lái)確定集合元素的問題,要求我們要對(duì)集合元素的基本性質(zhì)即確定性、異性、無(wú)序性及集

合之間的基本關(guān)系(子、全、補(bǔ)、交、異、空、等)有本質(zhì)的理解,對(duì)于兩個(gè)相等的有限集合(數(shù)集),

還會(huì)用到它們的簡(jiǎn)單性質(zhì):(a)相等兩集合的元素個(gè)數(shù)相等;(b)相等兩集合的元素之和相等;(c)相

等兩集合的元素之積相等.

解:由M=S知,兩集合元素完全相同。這樣,M中必有一個(gè)元素為0,又由對(duì)數(shù)的性質(zhì)知,0和

負(fù)數(shù)沒有對(duì)數(shù),所以XY#0,故X,Y均不為零,所以只能有l(wèi)g(XY)=0,從而XY=1..?.M={X,1,

0},S={0,IX|,1/X).再由兩集合相等知

**國(guó),e\x=—'

11>=M:

當(dāng)X=1時(shí),M={1,1.o},S={0,1,1},這與同一個(gè)集合中元素的互異性矛盾,故X=1不滿足

題目要求;

當(dāng)x=-1時(shí),M={—1,1,0},S={0,1,—1},M=S,從而x=-1.滿足題目要求,此時(shí)Y=一

1,于是X2K+l+l/Y2K+l=-2(K=0,1,2,……),X2K+1/Y2K=2(K=1,2,……),故所求代數(shù)式

的值為0.

練習(xí):

4,已知集合A=1alMZ,的,%,%},B=,。3,。4,。5},其中"1,"2M3是正整數(shù),

且/<。2<%<%<%,并滿足4cB=儲(chǔ),%},%+。4=10,若AU3中的所有元素之和為234,

求集合Ao

三.容斥原理

基本公式:(l)card(AUB)=card(A)+card(B)—card(AAB);(2)card(AUBU

C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(AAB)-card(AAC)-card(BAC)+card(AABDC)

Si-3-1

問題:開運(yùn)動(dòng)會(huì)時(shí),高一某班共有28名同學(xué)參加比賽,有15人參加游泳比賽,有8人參加田徑

比賽,有14人參加球類比賽,同時(shí)參加游泳比賽和田徑比賽的有3人,同時(shí)參加游泳比賽和球類比

賽的有3人,沒有人同時(shí)參加三項(xiàng)比賽,問同時(shí)參加田徑比賽和球類比賽的有多少人?只參加游泳一

項(xiàng)比賽的有多少人?

設(shè)A={參加游泳比賽的同學(xué)},B={參加田徑比賽的同學(xué)},C={參加球類比賽的同學(xué)},則

card(A)=15,card(B)=8,card(C)=14,card(AUBUC)=28,JIcard(AAB)=3,card(AAC)=3,card(A

nBnC)=0,由公式②得28=15+8+14—3—3—card(Bn。",即card(BHC)=3,所以同時(shí)參加田徑

和球類比賽的共有3人,而只參加游泳比賽的人有15—3—3=9(人)

四、有限集合子集的個(gè)數(shù)

例3.一個(gè)集合含有10個(gè)互不相同的兩位數(shù)。試證,這個(gè)集合必有2個(gè)無(wú)公共元素的子集合,

此兩子集的各數(shù)之和相等。

分析:兩位數(shù)共有10,11,…”,99,計(jì)99—9=90個(gè),最大的10個(gè)兩位數(shù)依次是90,91,…“,99,

其和為945,因此,由10個(gè)兩位數(shù)組成的任意一個(gè)集合中,其任一個(gè)子集中各元素之和都不會(huì)超過

945,而它的非空子集卻有210—1=1023個(gè),這是解決問題的突破口。

解:已知集合含有10個(gè)不同的兩位數(shù),因它含有10個(gè)元素,故必有210=1024個(gè)子集,其中非

空子集有1023個(gè),每一個(gè)子集內(nèi)各數(shù)之和都不超過90+91+…98+99=945〈1023,根據(jù)抽屜原理,

一定存在2個(gè)不同的子集,其元素之和相等。如此2個(gè)子集無(wú)公共元素,即交集為空集,則已符合題

目要求;如果這2個(gè)子集有公共元素,則劃去它們的公共元素即共有的數(shù)字,可得兩個(gè)無(wú)公共元素的

非空子集,其所含各數(shù)之和相等。

說明:此題構(gòu)造了一個(gè)抽屜原理模型,分兩步完成,計(jì)算子集中數(shù)字之和最多有945個(gè)“抽屜”,

計(jì)算非空子集得1023個(gè)“蘋果”,由此得出必有兩個(gè)子集數(shù)字之和相等。第二步考察它們有無(wú)公共元

素,如無(wú)公共元素,則已符合要求;如有公共元素,則去掉相同的數(shù)字,得出無(wú)公共元素并且非空的

兩個(gè)子集,滿足條件。

例4.設(shè)A={1,2,3,n},對(duì)XJA,設(shè)X中各元素之和為Nx,求Nx的總和“匚.

解:A中共有n個(gè)元素,其子集共有2n個(gè)。A中每一個(gè)元素在其非空子集中都出現(xiàn)了2n-l次,(為

什么?因?yàn)锳的所有子集對(duì)其中任一個(gè)元素i都可分為兩類,一類是不含i的,它們也都是{1,2,…,

i-l,i+l,…n}的子集,共2n-l個(gè);另一類是含i的,只要把i加入到剛才的2n-l個(gè)子集中的每一個(gè)

中去)。因而求A的所有子集中所有元素之和Nx的總和時(shí),A中每一個(gè)元素都加了2n-l次,即出現(xiàn)

ZE

了2nT次,故得XQ*=lX2nT+2X2nT+…+n......2nT=(1+2+…+n)?2n-l=n(n+l)/2

X2n-l=n(n+l)X2n-2

說明:這里運(yùn)用了整體處理的思想及公式l+2+-+n=(l/2)n(n+l),其理論依據(jù)是加法的交

換律、結(jié)合律、乘法的意義等,集合中每一個(gè)元素都在總和中出現(xiàn)了2nT次,是打開解題思路之門的

鑰匙。

練習(xí):

5.設(shè)集合AG[1,2,3,……,100},且對(duì)任意x.yeA,必有2xWy,求集合A中所含元素個(gè)數(shù)的最大

值.

6.某地區(qū)網(wǎng)球俱樂部都有20名成員,舉行14場(chǎng)單打比賽,每人至少上場(chǎng)1次.求證:必有6場(chǎng)比賽,

其12名參賽者各不相同.

(-)二次函數(shù)

一、二次函數(shù)的解析式:①定義式:f(x)=ax2+bx+c.②頂點(diǎn)式:f(x)=a(x-h)2+k.

③零點(diǎn)式:f(x)=a(x-xl)(x-x2).(a^O)

二、二次函數(shù)的最值:當(dāng)自變量的取值范圍為閉區(qū)間[p,q]時(shí),其最值在f(p)、f(q)、f(-b/2a)

三者中取得,最值情況如下表:

-b/2ae[p,q]-b/2a>z[p,q]

a>fmin=f(-b/2a)=((4ac-b2)/4fmin=min{f(p),f(q)}

0a)fmax=max{f(p),f(q)}

fmax=max{f(p),f(q)}

a<fmax=f(~b/2a)=((4ac-b2)/4

0a)

fmin=min{f(p),f(q)}

例1.當(dāng)x為何值時(shí),函數(shù)f(x)=(x-al)2+(x-a2)2+…+(x-an)2取最小值。

解:Vf(x)=(x2-2alx+al2)+(x2-2a2x+a22)+…+(x2-2anx+an2)=nx2-2(al+a2—

+an)x+(al2+a22+…+an2)當(dāng)x=(al+a2+…+an)/n時(shí),f(x)有最小值.

例2.已知xl,x2是方程x2-(k-2)x+(k2+3k+5)=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根,xl2+x22的最大值是____.

解:由韋達(dá)定理得:*1+*2=卜2小卜2=1<2+31<+5.,*12+乂22=(*1+乂2)2-2乂卜2=(1<-2)2-2(1<2+31<+5

=-k2-10k-6=-(k+5)2+19.已知xl,x2是方程的兩個(gè)實(shí)根,即方程有實(shí)數(shù)根,此時(shí)方程的判別式

△>0,即△=(k-2)2-4(k2+3k+5)=-3k2T6kT620解得:-4WkW-4/3.:k=-5任[-4,-4/3],設(shè)

f(k)=-(k+5)2+19則f(-4)=18,f(-4/3)=50/908..?.當(dāng)k=-4時(shí),(xl2+x22)max=18.

例3.已知f(x)=x2-2x+2,在x@[t,t+1]上的最小值為g(t),求g(t)的表達(dá)式。

解:f(x)=(x-l)2+l(1)當(dāng)t+l<l即t<0時(shí),g(t)=f(t+l)=t2+l

(2)當(dāng)tWIWt+l,即OWtWl時(shí),g(t)=f(1)=1(3)當(dāng)t>l時(shí),g(t)=f(t)=t2-2t+2

J+1.1Y0

g(O=)1,OffMl

尸-2,+2/Al

綜合⑴、(2)、(3)得:

例4.⑴當(dāng)x2+2y2=l時(shí),求2x+3y2的最值;(2)當(dāng)3x2+2y2=6x時(shí),求x2+y2的最值。

解(1)由x2+2y2=l得y2=l/2(l-x2),2x+3y2=2x+(3/2)(l-x2)=(-(3/2))(x-(2/3))2+(13/6)

又l-x2=2y220,;.x2Wl,—IWxWl..?.當(dāng)x=2/3時(shí),y=(V10)/6,(2x+3y2)max=16/3;

當(dāng)x=T時(shí),y=0,(2x+3y2)min=-2

(2)由3x2+2y2=6x,得y2=(3/2)x(2-x),代入x2+y2=x2+(3/2)x(2-x)=T/2(x-3)2+9/2

又y2=(3/2)x(2-x)20,得0WxW2.當(dāng)x=2,y=0時(shí)(x2+y2)max=4;當(dāng)x=O,y=O時(shí),(x2+y2)min=0

三、二次函數(shù)與二次方程

設(shè)f(x)=ax2+bx+c(a#0)的二實(shí)根為xl,x2,(xl<x2),A=b2-4ac,且a、B(a<B)是預(yù)先給

定的兩個(gè)實(shí)數(shù)。

1.當(dāng)兩根都在區(qū)間(a,B)內(nèi),方程系數(shù)所滿足的充要條件

???a<xl<x2<B,對(duì)應(yīng)的二次函數(shù)f(x)的圖象有下列兩種情形

當(dāng)a>0時(shí)的充要條件是:△>(),a<-b/2a<P,f(a)>0,f(P)>0

當(dāng)a<0時(shí)的充要條件是:A>0,a<-b/2a〈B,f(a)<0,f(P)<0

兩種情形合并后的充要條件是:A>0,a<-b/2a<0,af(a)>0,af(3)>0①

2.當(dāng)兩根中有且僅有一根在區(qū)間(a,B)內(nèi),方程系數(shù)所滿足的充要條件

a<xl<B或a<x2<P,對(duì)應(yīng)的函數(shù)f(x)的圖象有下列四種情形

V,wg/\口

i/

從四種情形得充要條件是:f(a)②

3.當(dāng)兩根都不在區(qū)間[a,B]內(nèi)方程系數(shù)所滿足的充要條件

(1)兩根分別在區(qū)間[a,6]之外的兩旁時(shí)

Vxl<a<p<x2,對(duì)應(yīng)的函數(shù)f(x)的圖象有下列兩種情形

(2)兩根分別在區(qū)間[a,6]之外的同旁時(shí)

:xlVx2<a<B或a<6<xlVx2,對(duì)應(yīng)函數(shù)f(x)的圖象有下列四種情形

當(dāng)xlVx2Va時(shí)的充要條件是:△>(),-b/2a<a,af(a)>0④

當(dāng)6VxlVx2時(shí)的充要條件是:A>0,-b/2a>B,af(P)>0⑤

例5.如果方程(l-m2)x2+2mxT=0的兩個(gè)根一個(gè)小于零,另一個(gè)大于1,確定m的范圍。

解:令f(x)=(l-m2)x2+2mx-l,根據(jù)題設(shè)條件,f(x)的圖形是下列兩種情形之一:

則(l-m2)f(0)<0,(l-m2)f(l)<0;即l-m2>0,(l-m2)(2m-m2)<0解得:-l<m<0

例6.當(dāng)k為什么實(shí)數(shù)時(shí),關(guān)于X的二次方程7x2-(k+13)x+k2-k-2=0的兩個(gè)實(shí)根a和6分別滿

足0<aVI和1<B<2?

解:設(shè)y=f(x)=7x2-(k+13)x+k2-k-2,則因?yàn)閍=7>0,且方程f(設(shè)=0有兩實(shí)根a,所以它

的圖象是開口向上且與X軸相交于兩點(diǎn)(a,0)、(8,0)的拋物線。由于OVaVI,IVBV2,可知

在x<a或x>B時(shí),f(x)取正值;在a<xVB時(shí),f(x)取負(fù)值。于是,當(dāng)x分列取0,1,2時(shí),有:

f(0)=k2-k-2>0,f(l)=k2-2k-8<0,f(2)=k2-3k>0解這三個(gè)不等式組成的不等式組,可得-2<k<

-1和3<k<4o

練習(xí):

11_m

1.求所有的實(shí)數(shù)m,使得關(guān)于x的方程x+2x+12x-l有且只有整數(shù)根.

,/、1213

f(X)---X4---

2.若函數(shù)22在區(qū)間⑶b]上的最小值為2a,最大值為2b,求區(qū)間[a,b]?

3.已知方程x2+2px+l=0有一個(gè)根大于1,有一個(gè)根小于1,則p的取值為.

四.二次函數(shù)與二次不等式

一元二次不等式的解集相應(yīng)于一元二次函數(shù)的正值、負(fù)值區(qū)間。解不等式與證明不等式成立,經(jīng)

常要用到二次函數(shù)的極值性質(zhì)、單調(diào)性、圖象與x軸的位置關(guān)系等.

例7.若al,a2,an.bl.b2,???,bn都是實(shí)數(shù),求證:(albl+a2b2+…+anbn)2W(al2+a22+…

+a2n)(bl2+b22+…+b2n)

證明:構(gòu)造二次函數(shù)f(x)=(alx-bl)2+(a2x-b2)2+…+(anx-bn)2=(al2+a22+…

+a2n)x2-2(albl+a2b2+,,e+anbn)x+(bl2+b22+---+b2n).當(dāng)al2+a22+…+a2n#0即al,a2,an不全為

零時(shí),顯然有對(duì)x£R,f(x)20,故f(x)=O的判別式:A=4(albl+a2b2+…+anbn)2-4(al2+a22+…

+a2n)(bl2+b22+…+b2n)WO.即(a1b1+a2b2+,*,+anbn)2W(al2+a22+…+a2n)?(bl2+b22+…+b2n).

當(dāng)al二a2=…二an=O時(shí),結(jié)論顯然成立,故命題成立。

例8.設(shè)二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a>0),方程f(x)-x=O的兩個(gè)根xl,x2滿足0<xl<x2<l/ao

(1)當(dāng)x£(O,xl)時(shí),證明xVf(x)Vxl

(2)設(shè)函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=xO對(duì)稱,證明:x0<xl/2o

證明:①欲證:x<f(x)<x,只須證:OVf(x)-xVxl-x①因?yàn)榉匠蘤(x)-x=O的兩根為

xl,x2,f(x)=ax2+bx+c(a>0),,f(x)-x=a(x-xl)(x-x2),①式即:OVa(x-xl)(x-x2)xl-x②,:

a>0,x£(0,xl),xl-x>0,.??a(xl-x)>0,②式兩邊同除以a(xl-x)>0,得:0<x2-x<l/a,即:x

<x2<l/a+x.這由已知條件:OVxVxlVx2Vl/a,即得:x<x2<(1/a)<l/a+x,故命題得證。

(2)欲證xOVxl/2,因?yàn)閤0=-b/2a,故只須證:x0-xl/2=-b/2a-xl/2<0③由韋達(dá)定理,

xl+x2=(-b-l)/a,(xl+x2)/2=-(b-l)/2a,代入③式,有(-(b/2a))-(xl/2)=(x2/2)-(l/(2a))VO,

即:x2<l/a由已知:OVxlVx2Vl./a,命題得證。

(三)抽屜原理

在數(shù)學(xué)問題中有一類與“存在性”有關(guān)的問題,例如:“13個(gè)人中至少有兩個(gè)人出生在相同月

份”;“某校400名學(xué)生中,,定存在兩名學(xué)生,他們?cè)谕惶爝^生日”;“2003個(gè)人任意分成200

個(gè)小組,定存在一組,其成員數(shù)不少于11”。這類存在性問題中,“存在”的含義是“至少有一

個(gè)”。在解決這類問題時(shí),只要求指明存在,一般并不需要指出哪一個(gè),也不需要確定通過什么方式

把這個(gè)存在的東西找出來(lái)。這類問題相對(duì)來(lái)說涉及到的運(yùn)算較少,依據(jù)的理論也不復(fù)雜,這些理論稱

為“抽屜原理”。

(一)抽屜原理的基本形式

定理1、如果把n+1個(gè)元素分成n個(gè)集合,那么不管怎么分,都存在一個(gè)集合,其中至少有兩個(gè)

元素。

證明:(用反證法)若不存在至少有兩個(gè)元素的集合,則每個(gè)集合至多1個(gè)元素,從而n個(gè)集合

至多有n個(gè)元素,此與共有n+1個(gè)元素矛盾,故命題成立。

例L已知在邊長(zhǎng)為1的等邊三角形內(nèi)(包括邊界)有任意五個(gè)點(diǎn)(圖1)。證明:至少有兩個(gè)

點(diǎn)之間的距離不大于5.

分析:5個(gè)點(diǎn)的分布是任意的。如果要證明“在邊長(zhǎng)為1的等邊三角形內(nèi)(包括邊界)有5個(gè)點(diǎn),

那么這5個(gè)點(diǎn)中一定有距離不大于5的兩點(diǎn)”,則順次連接三角形三邊中點(diǎn),即三角形的三條中位線,

可以分原等邊三角形為4個(gè)全等的邊長(zhǎng)為5的小等邊三角形,則5個(gè)點(diǎn)中必有2點(diǎn)位于同一個(gè)小等邊

三角形中(包括邊界),其距離便不大于5。

以上結(jié)論要由定理“三角形內(nèi)(包括邊界)任意兩點(diǎn)間的距離不大于其最大邊長(zhǎng)”來(lái)保證,下

面我們就來(lái)證明這個(gè)定理。

A

如圖2,設(shè)BC是AABC的最大邊,P,M是AABC內(nèi)(包括邊界)任意兩點(diǎn),連接PM,過P分

別作AB、BC邊的平行線,過M作AC邊的平行線,設(shè)各平行線交點(diǎn)為P、Q、N,那么/PQN=NC,Z

QNP=/A因?yàn)锽CNAB,所以/A2/C,則NQNPNNPQN,而/QMPNNQNP》/PQN(三角形的外角

大于不相鄰的內(nèi)角)所以PQ2PM。顯然BC2PQ,故B3PM。由此我們可以推知,邊長(zhǎng)為5的等邊

三角形內(nèi)(包括邊界)兩點(diǎn)間的距離不大于5。

說明:(1)這里是用等分三角形的方法來(lái)構(gòu)造“抽屜”。類似地,還可以利用等分線段、等分

正方形的方法來(lái)構(gòu)造“抽屜”。例如“任取n+l個(gè)正數(shù)ai,滿足0<aiWl(i=l,2,…,n+1),試證明:

這n+l個(gè)數(shù)中必存在兩個(gè)數(shù),其差的絕對(duì)值小于三”。又如:“在邊長(zhǎng)為1的正方形內(nèi)任意放置五個(gè)

點(diǎn),求證:其中必有兩點(diǎn),這兩點(diǎn)之間的距離不大于T。(2)例1中,如果把條件(包括邊界)去

掉,則結(jié)論可以修改為:至少有兩個(gè)點(diǎn)之間的距離小于2.

例2.從1700的自然數(shù)中,任意取出51個(gè)數(shù),證明其中一定有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另--

個(gè)的整數(shù)倍。

分析:本題似乎茫無(wú)頭緒,從何入手?其關(guān)鍵何在?其實(shí)就在“兩個(gè)數(shù)”,其中一個(gè)是另一個(gè)的

整數(shù)倍。我們要構(gòu)造“抽屜”,使得每個(gè)抽屜里任取兩個(gè)數(shù),都有一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍,這只有把

公比是正整數(shù)的整個(gè)等比數(shù)列都放進(jìn)去同一個(gè)抽屜才行,這里用得到個(gè)自然數(shù)分類的基本知識(shí):任

何一個(gè)正整數(shù)都可以表示成一個(gè)奇數(shù)與2的方塞的積,即若U1GN+,KCN+,nGN,則m=(2k-l)-2n,

并且這種表示方式是唯一的,如1=1X2°,2=1X21,3=3X2°,...

證明:因?yàn)槿魏我粋€(gè)正整數(shù)都能表示成一個(gè)奇數(shù)乘2的方幕,并且這種表示方法是唯一的,所

以我們可把1-100的正整數(shù)分成如下50個(gè)抽屜(因?yàn)?700中共有50個(gè)奇數(shù)):

1){1,1X2,1X22,1X23,1X24,1X25,1X26);

2){3,3X2,3X22,3X23,3X24,3X25};

3)(5,5X2,5X22,5X23,5X24);

4){7,7X2,7X22,7X23};

5)(9,9X2,9X22,9X23};

6){11,11X2,11X22,11X23};

25){49,49X2};

26){51};

50){99}?

這樣,1-100的正整數(shù)就無(wú)重復(fù),無(wú)遺漏地放進(jìn)這50個(gè)抽屜內(nèi)了。從這100個(gè)數(shù)中任取51個(gè)

數(shù),也即從這50個(gè)抽屜內(nèi)任取51個(gè)數(shù),根據(jù)抽屜原則,其中必定至少有兩個(gè)數(shù)屬于同一個(gè)抽屜,即

屬于(1)-(25)號(hào)中的某一個(gè)抽屜,顯然,在這25個(gè)抽屜中的任何同一個(gè)抽屜內(nèi)的兩個(gè)數(shù)中,-

個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍。

說明:(1)從上面的證明中可以看出,本題能夠推廣到一般情形:從l-2n的自然數(shù)中,任

意取出n+1個(gè)數(shù),則其中必有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍。想一想,為什么?因?yàn)閘-2n

中共含1,3,--2n-l這n個(gè)奇數(shù),因此可以制造n個(gè)抽屜,而n+l>n,由抽屜原則,結(jié)論就是必

然的了。給n以具體值,就可以構(gòu)造出不同的題目。例2中的n取值是50,還可以編制相反的題目,

如:“從前30個(gè)自然數(shù)中最少要(不看這些數(shù)而以任意方式地)取出幾個(gè)數(shù),才能保證取出的數(shù)中

能找到兩個(gè)數(shù),其中較大的數(shù)是較小的數(shù)的倍數(shù)?”

(2)如下兩個(gè)問題的結(jié)論都是否定的(n均為正整數(shù))想-想,為什么?①?gòu)?,3,4,

2n+l中任取n+1個(gè)數(shù),是否必有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍?②從1,2,3,2n+l

中任取n+1個(gè)數(shù),是否必有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍?

(3)如果將(2)中兩個(gè)問題中任取的n+1個(gè)數(shù)增加1個(gè),都改成任取n+2個(gè)數(shù),則它們的結(jié)

論是肯定的還是否定的?你能判斷證明嗎?

例3.從前25個(gè)自然數(shù)中任意取出7個(gè)數(shù),證明:取出的數(shù)中一定有兩個(gè)數(shù),這兩個(gè)數(shù)中大

數(shù)不超過小數(shù)的1.5倍。

證明:把前25個(gè)自然數(shù)分成下面6組:

1;①

2,3;②

4,5,6;③

7,8,9,10;@

11,12,13,14,15,16;⑤

17,18,19,20,21,22,23,⑥

因?yàn)閺那?5個(gè)自然數(shù)中任意取出7個(gè)數(shù),所以至少有兩個(gè)數(shù)取自上面第②組到第⑥組中的某

同一組,這兩個(gè)數(shù)中大數(shù)就不超過小數(shù)的1.5倍。

說明:(1)本題可以改變敘述如下:在前25個(gè)自然數(shù)中任意取出7個(gè)數(shù),求證其中存在兩個(gè)

'23'

數(shù),它們相互的比值在b'刃內(nèi)。顯然,必須找出一種能把前25個(gè)自然數(shù)分成6(7-1=6)個(gè)集合

一23'

的方法,不過分類時(shí)有一個(gè)限制條件:同一集合中任兩個(gè)數(shù)的比值在&'刃內(nèi),故同一集合中元素

的數(shù)值差不得過大。這樣,我們可以用如上一種特殊的分類法:遞推分類法:

從1開始,顯然1只能單獨(dú)作為1個(gè)集合{1};否則不滿足限制條件.能與2同屬于一個(gè)集合

的數(shù)只有3,于是{2,3}為一集合。如此依次遞推下去,使若干個(gè)連續(xù)的自然數(shù)屬于同一集合,其中

3

最大的數(shù)不超過最小的數(shù)的2倍,就可以得到滿足條件的六個(gè)集合。

(2)如果我們按照(1)中的遞推方法依次造“抽屜”,則第7個(gè)抽屜為{26,27,28,29,

30,31,32,33,34,35,36,37,38,39};第8個(gè)抽屜為:{40,41,42,60};第9個(gè)抽屜

為:{61,62,63,90,91};...

例4.在坐標(biāo)平面上任取五個(gè)整點(diǎn)(該點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)都取整數(shù)),證明:其中一定存在兩個(gè)整點(diǎn),

它們的連線中點(diǎn)仍是整點(diǎn)。

分析與解答:由中點(diǎn)坐標(biāo)公式知,坐標(biāo)平面兩點(diǎn)(xl,yl)>(x2,y2)的中點(diǎn)坐標(biāo)是'一!-下-。

欲使丁"'方—都是整數(shù),必須而且只須xl與x2,yl與y2的奇偶性相同。坐標(biāo)平面上的任意整點(diǎn)

按照橫縱兩個(gè)坐標(biāo)的奇偶性考慮有且只有如下四種:(奇數(shù)、奇數(shù)),(偶數(shù),偶數(shù)),(奇數(shù),偶數(shù)),

(偶數(shù),奇數(shù))以此構(gòu)造四個(gè)“抽屜”,則在坐標(biāo)平面上任取五個(gè)整點(diǎn),那么至少有兩個(gè)整點(diǎn),屬于

同一個(gè)“抽屜”因此它們連線的中點(diǎn)就必是整點(diǎn)。

說明:我們可以把整點(diǎn)的概念推廣:如果(xl.x2,-xn)是n維(元)有序數(shù)組,且xl,x2,…xn

中的每一個(gè)數(shù)都是整數(shù),則稱(xl,x2,…xn)是一個(gè)n維整點(diǎn)(整點(diǎn)又稱格點(diǎn))。如果對(duì)所有的n維

整點(diǎn)按每一個(gè)xi的奇偶性來(lái)分類,由于每一個(gè)位置上有奇、偶兩種可能性,因此共可分為

2X2X…X2=2n個(gè)類。這是對(duì)n維整點(diǎn)的一種分類方法。當(dāng)n=3時(shí),23=8,此時(shí)可以構(gòu)造命題:“任

意給定空間中九個(gè)整點(diǎn),求證它們之中必有兩點(diǎn)存在,使連接這兩點(diǎn)的直線段的內(nèi)部含有整點(diǎn)”。

例5.在任意給出的100個(gè)整數(shù)中,都可以找出若干個(gè)數(shù)來(lái)(可以是一個(gè)數(shù)),它們的和可被100

整除。

分析:本題也似乎是茫無(wú)頭緒,無(wú)從下手,其關(guān)鍵何在?仔細(xì)審題,它們的“和”能“被100整

除”應(yīng)是做文章的地方。如果把這100個(gè)數(shù)排成一個(gè)數(shù)列,用Sm記其前m項(xiàng)的和,則其可構(gòu)造S1,

S2,…S100共100個(gè)”和”數(shù)。討論這些“和數(shù)”被100除所得的余數(shù)。注意到SI,S2,…S100共有

100個(gè)數(shù),一個(gè)數(shù)被100除所得的余數(shù)有0,1,2,…99共100種可能性。“蘋果”數(shù)與“抽屜”數(shù)

一樣多,如何排除“故障”?

證明:設(shè)已知的整數(shù)為al,a2,-alOO考察數(shù)列al,a2,-alOO的前n項(xiàng)和構(gòu)成的數(shù)列S1,

S2,-SlOOo

如果SI,S2,…S100中有某個(gè)數(shù)可被有0整除,則命題得證。否則,即SI,S2,…S100均不能

被100整除,這樣,它們被100除后余數(shù)必是{1,2,-.99}中的元素。由抽屜原理I知,S1,S2,-S100

中必有兩個(gè)數(shù),它們被100除后具有相同的余數(shù)。不妨設(shè)這兩個(gè)數(shù)為Si,Sj(iVj),則100|(Sj-Si),

即100|(%+1+%+2+人+3+%)。命題得證。

說明:有時(shí)候直接對(duì)所給對(duì)象作某種劃分,是很難構(gòu)造出恰當(dāng)?shù)某?/p>

屜的。這時(shí)候,我們需要對(duì)所給對(duì)象先作一些變換,然后對(duì)變換得到的

對(duì)象進(jìn)行分類,就可以構(gòu)造出恰當(dāng)?shù)某閷稀1绢}直接對(duì){an}進(jìn)行分類是

很難奏效的。但由{an}構(gòu)造出{Sn}后,再對(duì){Sn}進(jìn)行分類就容易得多.

另外,對(duì){Sn}按模100的剩余類劃分時(shí),只能分成100個(gè)集合,而

{Sn}只有100項(xiàng),似乎不能應(yīng)用抽屜原則。但注意到余數(shù)為0的類恰使結(jié)論成立,于是通過分別情況

討論后,就可去掉余數(shù)為0的類,從而轉(zhuǎn)化為100個(gè)數(shù)分配在剩下的99個(gè)類中。

(二)單色三角形問題

抽屜原理的應(yīng)用多么奇妙,其關(guān)鍵在于恰當(dāng)?shù)刂圃斐閷希指顖D形,利用臼然數(shù)分類的不同方

法如按剩余類制造抽屜或按奇數(shù)乘以2的方箱制造抽屜,利用奇偶性等等,都是制造“抽屜”的方法。

抽屜原理的道理極其簡(jiǎn)單,但“于無(wú)聲處聽驚雷”,恰當(dāng)?shù)鼐牡貞?yīng)用它,不僅可以解決國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)競(jìng)

賽中的問題,而且可以解決國(guó)際中學(xué)生數(shù)學(xué)競(jìng)賽。

例6.17名科學(xué)家中每?jī)擅茖W(xué)家都和其他科學(xué)家通信,在他們通信時(shí):只討論三個(gè)題目,而且

任意兩名科學(xué)家通信時(shí)只討論一個(gè)題目,證明:其中至少有三名科學(xué)家,他們相互通信時(shí)討論的是同

■?個(gè)題目。

證明:視17個(gè)科學(xué)家為17個(gè)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間連一條線表示這兩個(gè)科學(xué)家在討論同一個(gè)問題,

若討論第一個(gè)問題則在相應(yīng)兩點(diǎn)連紅線,若討論第2個(gè)問題則在相應(yīng)兩點(diǎn)連條黃線,若討論第3個(gè)問

題則在相應(yīng)兩點(diǎn)連條藍(lán)線。三名科學(xué)家研究同一個(gè)問題就轉(zhuǎn)化為找到一個(gè)三邊同顏色的三角形??紤]

科學(xué)家A,他要與另外的16位科學(xué)家每人通信討論一個(gè)問題,相應(yīng)于從A出發(fā)引出16條線段,將它

們?nèi)境?種顏色,而16=3X5+1,因而必有6=5+1條同色,不妨記為ABI,AB2,AB3,AB4,AB5,AB6

同紅色,若Bi(i=l,2,6)之間有紅線,則出現(xiàn)紅色三角線,命題已成立;否則Bl,B2,B3,

B4,B5,B6之間的連線只染有黃藍(lán)兩色??紤]從B1引出的5條線,B1B2,B1B3,B1B4,B1B5,B1B6,

用兩種顏色染色,因?yàn)?=2X2+1,故必有3=2+1條線段同色,假設(shè)為黃色,并記它們?yōu)锽1B2,B1B3,

B1B4,這時(shí)若B2,B3,B4之間有黃線,則有黃色三角形,命題也成立,若B2,B3,B4,之間無(wú)黃線,

則ABZ,B3,B4,必為藍(lán)色三角形,命題仍然成立。

說明:(1)本題源于一個(gè)古典問題一世界上任意6個(gè)人中必有3人互相認(rèn)識(shí),或互相不認(rèn)識(shí)。

(2)將互相認(rèn)識(shí)用紅色表示,將互相不認(rèn)識(shí)用藍(lán)色表示,(1)將化為一個(gè)染色問題,成為一個(gè)

圖論問題:空間六個(gè)點(diǎn),任何三點(diǎn)不共線,四點(diǎn)不共面,每?jī)牲c(diǎn)之間連線都涂上紅色或藍(lán)色。求證:

存在三點(diǎn),它們所成的三角形三邊同色。(3)問題(2)可以往兩個(gè)方向推廣:其一是顏色的種數(shù),

其二是點(diǎn)數(shù)。

本例便是方向一的進(jìn)展,其證明已知上述。如果繼續(xù)沿此方向前進(jìn),可有下題:在66個(gè)科學(xué)家

中,每個(gè)科學(xué)家都和其他科學(xué)家通信,在他們的通信中僅僅討論四個(gè)題目,而任何兩個(gè)科學(xué)家之間僅

僅討論一個(gè)題目。證明至少有三個(gè)科學(xué)家,他們互相之間討論同一個(gè)題目。

(4)回顧上面證明過程,對(duì)于17點(diǎn)染3色問題可歸結(jié)為6點(diǎn)染2色問題,又可歸結(jié)為3點(diǎn)染一

色問題。反過來(lái),我們可以繼續(xù)推廣。從以上(3,1)-(6,2)-(17,3)的過程,易發(fā)現(xiàn)6=

(3-DX2+2,17=(6-1)X3+2,66=(17-1)X4+2,同理可得(66T)X5+2=327,(327T)X6+2=1958…

記為rl=3,r2=6,r3為7,r4=66,r5=327,r6為958,.我們可以得到遞推關(guān)系式:rn=n(rn-l-l)+2,

n=2,3,4…這樣就可以構(gòu)造出327點(diǎn)染5色問題,1958點(diǎn)染6色問題,都必出現(xiàn)一個(gè)同色三角形。

(三)抽屜原理的其他形式。

定理2:把m個(gè)元素分成n個(gè)集合(m>n)

(1)當(dāng)n能整除m時(shí),至少有一個(gè)集合含有m/n個(gè)元素;

(2)當(dāng)n不能整除m時(shí),則至少有一個(gè)集合含有至少[m/n]+l個(gè)元素,([m/n]表示不超過的最

大整數(shù))

定理2也可敘述成:把mXn+1個(gè)元素放進(jìn)n個(gè)集合,則必有一個(gè)集合中至少放有m+1個(gè)元素。

例7.9條直線的每一條都把一個(gè)正方形分成兩個(gè)梯形,而且它們的面積之比為2:3。證明:這

9條直線中至少有3條通過同一個(gè)點(diǎn)。

證明:設(shè)正方形為ABCD,E、F分別是AB,CD的中點(diǎn)。設(shè)直線L把正方形ABCD分成兩個(gè)梯形

ABGH和CDHG,并且與EF相交于P.梯形ABGH的面積:梯形CDHG的面積=2:3,EP是梯形ABGH的中

位線,PF是梯形CDHG的中位線,由于梯形的面積=中位線X梯形的高,并且兩個(gè)梯形的高相等

(AB=CD),所以梯形ABGH的面積:梯形CDHG的面積=EP:PF,也就是EP:PF=2:3.這說明,直線L

通過EF上一個(gè)固定的點(diǎn)P,這個(gè)點(diǎn)把EF分成長(zhǎng)度為2:3的兩部分。這樣的點(diǎn)在EF上還有一個(gè),如

圖上的Q點(diǎn)(FQ:QE=2:3)。同樣地,如果直線L與AB、CD相交,并且把正方形分成兩個(gè)梯形面積

之比是2:3,那么這條宜線必定通過AD、BC中點(diǎn)連線上的兩個(gè)類似的點(diǎn)(三等分點(diǎn))。這樣,在正

方形內(nèi)就有4個(gè)固定的點(diǎn),凡是把正方形面積分成兩個(gè)面積為2:3的梯形的直線,一定通過這4點(diǎn)

中的某一個(gè)。我們把這4個(gè)點(diǎn)看作4個(gè)抽屜,9條直線看作9個(gè)蘋果,由定理2可知,9=4X2+1,所

以,必有一個(gè)抽屜內(nèi)至少放有3個(gè)蘋果,也就是,必有三條直線要通過一個(gè)點(diǎn)。

說明:本例中的抽屜比較隱蔽,正方形兩雙對(duì)邊中點(diǎn)連線上的4個(gè)三等分點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)是關(guān)鍵,而它

的發(fā)現(xiàn)源于對(duì)梯形面積公式S梯形=中位線義梯形的高的充分感悟。

例8.910瓶紅、藍(lán)墨水,排成130行,每行7瓶。證明:不論怎樣排列,紅、藍(lán)墨水瓶的顏色

次序必定出現(xiàn)下述兩種情況之一種:1.至少三行完全相同;2.至少有兩組(四行),每組的兩行完

全相同。

證明:910瓶紅、藍(lán)墨水,排成130行,每行7瓶。每行中的7個(gè)位置中的每個(gè)位置都有紅、藍(lán)

兩種可能,因而總計(jì)共有27=128種不同的行式(當(dāng)且僅當(dāng)兩行墨水瓶顏色及次序完全相同時(shí)稱為“行

式”相同.任取130行中的129行,依抽屜原理可知,必有兩行(記為A,B)“行式”相同。在除

A、B外的其余128行中若有一行P與A(B)“行式”相同,則P,A,B滿足“至少有三行完全相同”;

在其余(除A,B外)的128行中若沒有與A(B)行式相同者,則128行至多有127種不同的行式,

依抽屜原則,必有兩行(不妨記為C、D)行式相同,這樣便找到了(A,B)、(C,D)兩組(四行),

每組兩行完全相同。

(四)函數(shù)的性質(zhì)應(yīng)用

一、指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)

函數(shù)y=ax(a>0,且a/1)叫做指數(shù)函數(shù)。它的基本情況是:

1)定義域?yàn)槿w實(shí)數(shù)(-8,+OO)

2)值域?yàn)檎龑?shí)數(shù)(0,+8),從而函數(shù)沒有最大值與最小值,有下界,y>0

3)對(duì)應(yīng)關(guān)系為一一映射,從而存在反函數(shù)一對(duì)數(shù)函數(shù)。

4)單調(diào)性是:當(dāng)a>l時(shí)為增函數(shù):當(dāng)0<a〈l時(shí),為減函數(shù)。

5)無(wú)奇偶性,是非奇非偶函數(shù),但y=ax與y=a-x的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱,y=ax與y=-ax的圖象

關(guān)于x軸對(duì)稱;y=ax與y=logax的圖象關(guān)于直線y=x對(duì)稱。

6)有兩個(gè)特殊點(diǎn):零點(diǎn)(0,1),不變點(diǎn)(1,a)

7)抽象性質(zhì):f(x)=ax(a>0,a=#:1),f(x+y)=f(x)?f(y),f(x-y)=f(x)/f(y)

函數(shù)y=logax(a>0,且aWl)叫做對(duì)數(shù)函數(shù),它的基本情況是:

1)定義域?yàn)檎龑?shí)數(shù)(0,+8)

2)值域?yàn)槿w實(shí)數(shù)(-8,+OO)

3)對(duì)應(yīng)關(guān)系為一一映射,因而有反函數(shù)——指數(shù)函數(shù)。

4)單調(diào)性是:當(dāng)a>l時(shí)是增函數(shù),當(dāng)0<a<l時(shí)是減函數(shù)。

5)無(wú)奇偶性。但y=logax與y=log(l/a)x關(guān)于x軸對(duì)稱,y=logax與y=loga(-x)圖象關(guān)于y軸

對(duì)稱,y=logax與y=ax圖象關(guān)于直線y=x對(duì)稱。

6)有特殊點(diǎn)(1,0),(a,1)

7)抽象運(yùn)算性質(zhì)f(x)=logax(a>0,a#l),f(x?y)=f(x)+f(y),f(x/y)=f(x)-f(y)

二、例題

例1.若f(x)=(ax/(ax+Ja)),f(1/1001)+f(2/1001)+f(3/1001)+-+f(1000/1001)

分析:和式中共有1000項(xiàng),顯然逐項(xiàng)相加是不可取的。需找出f(x)的結(jié)構(gòu)特征,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,注

意到1/1001+1000/1001=2/1001+999/1001=3/1001+998/1001="=1,而f(x)+f(l-x)=

(ax/(ax+Va))+(al-x/(al-x+Ja))=(ax/(ax+Ja))+(a/(a+ax,Ja))=(ax/(ax+Va))+((Va)/(ax+

Ja))=((ax+Ja)/(ax+Ja))=l規(guī)律找到了,這啟示我們將和式配對(duì)結(jié)合后再相加:

原式=[f(l/1001)+f(1000/1001)]+[f(2/1001)+f(999/1001)]+…

+[f(500/1001)+f(501/1001)]=(l+l+-+1)5000個(gè)=500

(1)取a=4就是1986年的高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽填空題:設(shè)f(x)=(4x/(4x+2)),那么和式

f(l/1001)+f(2/1001)+f(3/1001)+…+f(1000/1001)的值=。

(2)上題中取a=9,則f(x)=(9x/(9x+3)),和式值不變也可改變和式為求

f(l/n)+f(2/n)+f(3/n)+*"+f((n-1)/n).

(3)設(shè)f(x)=(l/(2x+V2)),利用課本中推導(dǎo)等差數(shù)列前n項(xiàng)和的方法,可求得

f(-5)+f(-4)+…+f(0)+-+f(5)+f(6)的值為。

例2.510g25等于:()

(A)1/2(B)(1/5)101og25(C)101og45(D)101og52

解:V51og25=(10/2)log25=(101og25)/(21og25)=(l/5)X101og25.*.選(B)

例3.試比較(122002+1)/(122003+1)與(122003+1)/(122004+1)的大小。

解:對(duì)于兩個(gè)正數(shù)的大小,作商與1比較是常用的方法,記122003=a>0,則有

((122002+1)/(122003+1))4-((122003+1)/(122004+1))=((a/12)+l)/(a+l)?((12a+l)/(a+l))=

((a+12)(12a+l))/(12(a+1)2)=((12a2+145a+12)/(12a2+24a+12))>1

故得:((122002+1)/(122003+1))>((122003+1)/(122004+1))

例4.已知/⑶.1nx+b6+41力為實(shí)數(shù))且一運(yùn)叱]?!粍tf(igig3)的值是()

(A)-5(B)-3(C)3(D)隨a,b的取值而定

解:設(shè)lglog310=t,Iglg3=lg(l/log310)=-lglog310=-t

而f(t)+f(-t)=

(osint+b窗+4)+asin(-,)+b+4)

=(asint+b5+4)+(-asint-2>/+4)=8

Af(-t)=8-f(t)=8-5=3

說明:由對(duì)數(shù)換底公式可推出logab?logba=(lgb/lga)?(lga/lgb)=l,即logab=(l/logba),

因而lgl°g31。與lglg3是-對(duì)相反數(shù)。設(shè)心=/聽+/6+4中的部分asmx+「Gg(x),

則g(x)為奇函數(shù),g(t)+g(-t)=0。這種整體處理的思想巧用了奇函數(shù)性質(zhì)使問題得解,關(guān)鍵在于細(xì)

致觀察函數(shù)式結(jié)構(gòu)特征及對(duì)數(shù)的恒等變形。

例5.已知函數(shù)y=((10xT0-x)/2)(XdR)

(1)求反函數(shù)丫=a16)

(2)判斷函數(shù)丫=片1&)是奇函數(shù)還是偶函數(shù)

分析:(1)求y=(10x-10-x)/2的反函數(shù)首先用y把x表示出來(lái),然后再對(duì)調(diào)x,y即得到y(tǒng)=f-l(x);

(2)判斷函數(shù)y=f-l(x)的奇偶性要依據(jù)奇函數(shù)或偶函數(shù)的定義,看當(dāng)XGR時(shí)是否有f(-x)=-f(x)

或(f(-x)+f(x)=0)或f(-x)=f(x)恒成立。

解(1)由y=((10xT0-x)/2)(XGR)可得2y=10xT0-x,設(shè)10x=t,上式化為:2y=t-tT兩邊乘

t,得2yt=t2-l整理得:t2-2yt-l=0,解得:,”±尸

由于t=10x>0,搬心尸護(hù)不"。舍去,得到:將t=10x代入上式,即得:”

;.x=lgO+J+1

所以函數(shù)y=((10x-10-x)/2)的反函數(shù)是(x)=?x+Jx+1(0、

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