¿Cuál es el número de soluciones enteras positivas de la ecuación [x / 99] = [x / 101]?

Para cualquier [math] n \ in \ mathbb N [/ math] y [math] k \ in \ mathbb N \ cup \ {0 \} [/ math],

[math] \ big \ {x \ in \ mathbb N: \ lfloor \ frac {x} {n} \ rfloor = k \ big \} = \ big [kn, (k + 1) n-1 \ big] [ / math], excepto que el entero [math] kn [/ math] no se incluye cuando [math] k = 0 [/ math].

Entonces, si [math] m, n \ in \ mathbb N [/ math], con [math] m> n [/ math] y [math] k \ in \ mathbb N \ cup \ {0 \} [/ math ],

[math] \ big \ {x \ in \ mathbb N: \ lfloor \ frac {x} {m} \ rfloor = \ lfloor \ frac {x} {n} \ rfloor = k \ big \} = \ big [km , (k + 1) m-1 \ big] \ cap \ big [kn, (k + 1) n-1 \ big] [/ math], con la misma excepción que anteriormente para [math] k = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ begin {cases} [km, (k + 1) n-1], & km \ le (k + 1) n-1; \\ \ emptyset, & km> (k + 1) n-1. \ end {cases} [/ math],

con la misma excepción que la anterior para [matemáticas] k = 0 [/ matemáticas]

Por lo tanto

[matemáticas] \ izquierda | \ big \ {x \ in \ mathbb N: \ lfloor \ frac {x} {m} \ rfloor = \ lfloor \ frac {x} {n} \ rfloor = k \ big \} \ right | = \ max \ {nk (mn), 0 \} [/ math], excepto que esto es igual a [math] n-1 [/ math] cuando [math] k = 0 [/ math].

Por lo tanto

[matemáticas] \ izquierda | \ big \ {x \ in \ mathbb N: \ lfloor \ frac {x} {m} \ rfloor = \ lfloor \ frac {x} {n} \ rfloor \ big \} \ right | = \ displaystyle \ sum_ {k = 0} ^ {\ lfloor \ frac {n} {mn} \ rfloor} \ big (nk (mn) \ big) – 1 [/ math]

[matemáticas] = n \ lfloor \ frac {m} {mn} \ rfloor – \ frac {1} {2} (mn) \ lfloor \ frac {m} {mn} \ rfloor \ lfloor \ frac {n} {mn } \ rfloor – 1 [/ math]. [matemáticas] \ blacksquare [/ matemáticas]


Para [matemática] m = 101 [/ matemática], [matemática] n = 99 [/ matemática], obtenemos el número de soluciones para ser [matemática] (99 \ cdot 50) – (50 \ cdot 49) – 1 = 2499 [/ matemáticas].

Supongo que por [math] [.] [/ Math] te refieres a la función entera más grande.

Si puede convertir [math] \ left [{\ frac {x} {99}} \ right] [/ math] y [math] \ left [{\ frac {x} {101}} \ right] [/ matemáticas] en funciones compuestas, la respuesta se aclarará.

(Lo escribo para valores no negativos, puede escribirlo como negativo para verificar su comprensión)

[matemáticas] \ izquierda [{\ frac {x} {99}} \ derecha] [/ matemáticas]

  • [matemáticas] = 0 [/ matemáticas] cuando [matemáticas] 0
  • [matemáticas] = 1 [/ matemáticas] cuando [matemáticas] 99≤x <198 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ izquierda [{\ frac {x} {101}} \ derecha] [/ matemáticas]

  • [matemáticas] = 0 [/ matemáticas] cuando [matemáticas] 0
  • [matemática] = 1 [/ matemática] cuando [matemática] 101≤x <202 [/ matemática]

Para las soluciones, consideramos los números que se encuentran en los intervalos de ambas funciones anteriores.

Como puedes notar el patrón,

[matemática] x [/ matemática] [matemática] \ en [/ matemática] [matemática] [0,99) \ cup [101,198) \ cup [202,297) \ cup… [/ math]

Pero,

[matemáticas] x \ en {I ^ +} [/ matemáticas]

Y después de encontrar la intersección de los dos, obtenemos: 98 soluciones en el primer intervalo, 97 en el segundo y así sucesivamente, por lo tanto,

El número de soluciones enteras positivas son:

[matemáticas] \ en caja {98 + 97 + 96 + 94 +… + 1 = \ frac {(98) (98 + 1)} {2} = 2499} [/ matemáticas]

Los enteros positivos que se encuentran en los siguientes intervalos resuelven la ecuación en cuestión:

[matemáticas] [1, 98], \ [101,197], \ [202,296], \ ldots, \ [4848,4850], \ [4949, 4949] [/ matemáticas]

Por lo tanto, hay [matemáticas] 98 + 97 + 95 + 93 + \ cdots + 1 = 2499 [/ matemáticas] soluciones.

La respuesta es 0