공통수학1여러 가지 방정식수능 기출킬러 문제 (22·30번 수준)

가우스 기호 방정식의 근의 개수

문제

방정식 x[x]+187=[x2]+[x]x [ x ] + 187 = [ x ^{2} ] + [ x ]의 근의 개수는? (단, [x][ x ]xx보다 크지 않은 최대 정수이다.) 58586767767685859494

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해설

x[x]+187=[x2]+[x]x [ x ] + 187 = [ x ^{2} ] + [ x ]에서 [x2]+[x][ x ^{2} ] + [ x ]이 정수이므로 x[x]+187x [ x ] + 187도 정수이다. 즉, x[x]x [ x ]가 정수이다. x=n+αx = n + \alpha(nn은 정수, 0α<10 \leq \alpha < 1)이라 할 때, [x][ x ]=n= n이므로 x[x]=n2+αnx [ x ] = n ^{2} + \alpha n αn\alpha n이 정수이므로 α\alpha는 분모가 nn인 유리수로 나타낼 수 있다. 즉, α=kn\displaystyle \alpha = \frac{k}{n} (0k<n0 \leq k < n)을 만족시키는 kk가 존재한다. 따라서 x=n+kn\displaystyle x = n + \frac{k}{n}(0k<n0 \leq k < n)이라 하면 x[x]+187=[x2]+[x]x [ x ] + 187 = [ x ^{2} ] + [ x ]에서 (n+kn)n+187=[n2+2k+k2n2]+n\displaystyle \left( n + \frac{k}{n} \right) n + 187 = \left[ n ^{2} + 2 k + \frac{k ^{2}}{n ^{2}} \right] + n n+k=187n + k = 187 ⋯⋯ ㉠ 그런데 0k<n0 \leq k < n이므로 n187<2nn \leq 187 < 2 n에서 1872<n187\displaystyle \frac{187}{2} < n \leq 187 ⋯⋯ ㉡ nn은 정수이므로 ㉠, ㉡에서 가능한 (n,k)( n , k )의 순서쌍은 18793=94187 - 93 = 94이다. 따라서 주어진 방정식의 근의 개수는 9494개다.

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