Question

【題目】已知，．求證：對任意的都存在A的一個4元分拆：使其中某一個的元素恰好是方程的一個解．

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

依題意，只須證明A中存在4個不同的元素，且某兩個之差等于另兩個之差．

首先，S中兩數之差（大數減小數，以下同）可取1~99共99個值，而A中16個元素可作出個差．由抽屜原理知，必有2個差是相同的，記為，

其中，從而，．

若，則命題成立；

若，則取走這一個差（但并不是取走元素、），剩下的119個差在1~99之間取值，又必有2個差是相同的，記為，其中，從而，．

若，則命題成立；

若，則取走這一個差，剩下的118個

差在1~99之間取值，又得出必有2個差是相同的．

如此類推，最多進行到第15步時，得出，其中，從而，．

若，則命題成立．

若，則前15步積累了15個相同差，

，①

，②

……

．

由于，故不能取A中的最大數也不能取最小數，只有14個可取值，所以，15個中必有2個是相同的，不妨設．

由于是在取走之后才得出的，

故，不妨設．

①②得．

由，知，又，故，即兩兩不等．

因此，命題成立．

可見，最多進行到第15步時，必能找出A中4個互不相等的元素a、b、c、d，使得．以這4個元素組成，便可滿足題設的全部條件．