题目内容
(04年北京卷)(12分)
给定有限正数满足条件T: 每个数都不大于50且总和L=1275.现将这些数按下列要求进行分组,每组数之和不大于150且分组的步骤是:
首先,从这些数中选择这样一些数构成第一组,使得150与这组数之和的差r1与所有可能的其他选择相比是最小的,r1称为第一组余差;
然后,在去掉已选入第一组的数后,对余下的数按第一组的选择方式构成第二组,这时的余差r2;如此继续构成第三组(余差为r3)、第四组(余差为r4)、…,直至第N组(余差为rN)把这些数全部分完为止。
(Ⅰ) 判断r1,r2,…,rN的大小关系,并指出除第N组外的每组至少含有几个数;
(Ⅱ) 当构成n(n>N)组后,指出余下的每个数与rn的大小关系,并证明
;
(Ⅲ)对任何满足条件T的有限个正数,证明:N≤11。
解析: (Ⅰ) r1≤r2≤rN. 除第N组外的每组至少含有个数.
(Ⅱ) 当第n组形成后,因为n<N,所以还有数没分完,这时余下的每个数必大于余差rn. 余下数之和也大于第n组的余差rn,即 ,
由此可得
因为所以
(Ⅲ)用反证法证明结论. 假设N>11,即第11组形成后,还有数没分完,由(Ⅰ)和(Ⅱ)可知,余下的每个数都大于第11组的余差r11,且,
故 余下的每个数> r11≥r10>
因为第11组数中至少含有3个数,所以第11组数之和大于37.5×3=112.5.
此时第11组的余差r11=150―第11组数之和<150―112.5=37.5,
这与(*)式中r11>37.5矛盾,所以N≤11.(12分)
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