数学奥赛题:给定整数n> 1,设a1,a2,⋯,an是互不相同的非负实数,记集合A={ai+aj|1≤i ≤

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  • 显然,当且仅当ai=(i-1)d或者ai=(n-i)d,i=1,2,……,n时,|A|最小.其中d>0.(这是因为:首先必须是等差数列,才能保证|A|尽可能小;其次,首数或尾数为0,0的2倍还是0,且0加上任意数还是任意数,才能保证|A|尽可能小)

    ai+aj(1≤i ≤ j ≤n)的最小值取到0,最大值取到2(n-1)d,且中间的间隔只是d的整数倍,因此|A|的最小值是2(n-1)+1=2n-1

    B={aiaj|1≤i ≤ j ≤n}.要想|B|尽可能大,首先,ai、aj均不能为0或1;其次,任何两个ai、aj(i≠j)均互质.那么,最容易想到的一个数列就是从小到大顺次排列的质数列:2,3,5,7,11,……,pn.pn表示从小到大顺次排列的第n个质数.

    显然,|B|=C(n.2)+n=n(n+1)/2

    故|A|/|B|的最小值为(2n-1)/[n(n+1)/2]=2(2n-1)/[n(n+1)]