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101、根号250^2+1~260^2 √250^ ...
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午后的阳光斜斜照进苏家小院,石桌上摊着几张草稿纸,苏清乾用笔尖轻轻敲了敲纸面,率先开口:“我最近在研究一个数列问题——根号下从250²+1到260²的所有整数,你们说它们的整数部分会怎么变化?”
苏十坤托着腮,手指无意识地在桌上画着圈:“250²是62500,260²是67600,中间隔了5100个数呢。根号下的数越大,结果肯定越大,但整数部分应该不会每个数都变吧?”
“没错。”苏月巽推了推眼镜,拿起笔在纸上写下几个算式,“我们先算边界值:√(250²+1)=√62501≈250.002,整数部分是250;而√(251²)=√63001=251,所以当根号下的数从62501到63001时,整数会从250变成251。”
苏清乾笑着纠正:“250²+1=62501,260²=67600,所以总数是67600-62501+1=5100个,刚才算等差数列和的时候多加了1,10项的和是5100,正好对应k=250到k=259的10个整数部分,每个部分的个数之和就是5100,而k=260对应的数是260²,包含在这5100个数里吗?不,260²=67600,是最后一个数,所以k=259对应的范围是259²到260²-1=67599,个数是2×259+1=519个,然后260²这1个数的整数部分是260,所以总个数是501+503+…+519+1=5100,对的。”
苏十坤恍然大悟:“原来如此!也就是说,从√(250²+1)到√(260²),整数部分从250开始,每遇到一个完全平方数就加1,直到260。每个整数部分k(250≤k≤259)对应的数的个数是2k+1,这是因为(k+1)² - k²=2k+1,所以中间的数的个数就是2k+1个。”
苏月巽总结道:“这个问题其实揭示了平方数的一个重要性质:相邻平方数之间的差是连续的奇数,而平方根的整数部分正好在相邻平方数之间保持不变。这也可以推广到任意正整数n,√(n²+1)到√((n+1)²)的整数部分变化规律都是一样的。”
苏风艮拿起笔,在纸上写下结论:“所以,根号下从250²+1到260²的所有整数,它们的整数部分依次是:250(501个数)、251(503个数)、252(505个数)、…、259(519个数)、260(1个数),每个整数部分对应的数的个数构成首项为501、末项为519、公差为2的等差数列,总和为5100,正好是区间内的数的总数。”