连等式猜想
猜想:n>1时总能将1, 2, 3, ..., n(n+1)/2+n 恰好填入下述 n 个分式中,使之连等。\[\frac{□}{□}=\frac{□}{□+□}=\frac{□}{□+□+□}=\cdots=\frac{□}{\underbrace{□+\cdots+□}_{n个}}
\]例如:
n=2时,$1/2=4/(3+5),1/4=2/(3+5),2/4=3/(1+5),2/3=4/(1+5)$
n=3时,$1/2=5/(3+7)=9/(4+6+8), 1/2=6/(3+9)=8/(4+5+7), 1/4=2/(3+5)=6/(7+8+9), 2/8=3/(5+7)=4/(1+6+9)$
n=4时,$6/9=14/(8+13)=10/(1+3+11)=12/(2+4+5+7)$
n=5时, $8/16=11/(3+19)=14/(4+4+18)=17/(2+7+10+15)=20/(1+5+9+12+13)$
n=6时,$2/4=22/(21+23)=26/(14+18+20)=25/(5+9+17+19)=24/(6+7+8+12+15)=27/(1+3+10+11+13+16)$ 搞不懂啊,原图好好的,显示却是这样的...... 改用 png 格式真的可以,谢谢二位斑竹
这两天脑补了,应该证明了
猜测对于所有n,第一个式子直接写1/2 都有解 northwolves 发表于 2024-5-21 19:58
猜测对于所有n,第一个式子直接写1/2 都有解
就算分子用最大的n个数,也只有$(n(n+1)^2)/2$, 但总数之和为$(n(n+1)(n+2)(n+3))/8$, 所以分子总和与分母总和的比值$<4/n$.
可见 n>7 时,分数就小于1/2了。
譬如n=8,共44个数,分子最大的8个数之和是324,分母最小的36个数的和是666,324/666 < 1/2. 对于具体的数,构造起来并不难。
分数范围从$4/(n^2+5n+2)~4/n$, 选择比较多。
组好前 n-1 个分母,其余的归最后一个就行(分比定理与合比定理保证),不存在最终约束。
假定分数为a/b(既约分数),那么(a+b)|总和,这个约束有助于筛选分数。
由于总和$(n(n+1)(n+2)(n+3))/8$因子较多,合适的分数也就多。
当n=4k时,分数<1/k, 总和为k(2k+1)(4k+1)(4k+3), 可取a+b=2k+1, 4k+1, 4k+3.
当n=4k+1时,分数<1/k, 总和为(k+1)(2k+1)(4k+1)(4k+3), 可取a+b=2k+1, 4k+1, 4k+3.
当n=4k+2时,分数<1/k, 总和为(k+1)(2k+1)(4k+3)(4k+5), 可取a+b=2k+1, 4k+3, 4k+5.
当n=4k+3时,分数<1/k, 总和为(k+1)(2k+3)(4k+3)(4k+5), 可取a+b=2k+3, 4k+3, 4k+5.
取a=1, 分子的选择范围比较宽,应该都能构造。