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Algebra · real student question

已知关于 x 的不等式组 x > m + 2 且 −2x − 1 ≥ 4m + 1 无解,且方程 x + m − 2 = 2 − x 有非负整数解,求满足条件的所有整数 m 之和。

Question

已知关于 xx 的不等式组

{x>m+2−2x−1≥4m+1\begin{cases}x>m+2\\ -2x-1\ge 4m+1\end{cases}

无解,且关于 xx 的一元一次方程 x+m−2=2−xx+m-2=2-x 有非负整数解,求满足上述两个条件的所有整数 mm 之和。

Step-by-step solution

  1. 先把第二个不等式解成 x 的范围。 由 −2x−1≥4m+1-2x-1\ge 4m+1 得 −2x≥4m+2-2x\ge 4m+2。两边同除以负数 −2-2,不等号要变向:x≤−2m−1x\le -2m-1。

  2. 把「无解」翻译成关于 m 的条件。 不等式组要求 x>m+2x>m+2 与 x≤−2m−1x\le -2m-1 同时成立。这样的 xx 不存在,当且仅当上界没有严格落在下界之上,即 −2m−1≤m+2-2m-1\le m+2。整理得 −3≤3m-3\le 3m,所以 m≥−1m\ge -1。

  3. 解那个一元一次方程。 由 x+m−2=2−xx+m-2=2-x 得 2x=4−m2x=4-m,所以 x=4−m2x=\frac{4-m}{2}。

  4. 对这个根提出「非负整数」的要求。 非负要求 4−m2≥0\frac{4-m}{2}\ge 0,即 m≤4m\le 4;是整数则要求 4−m4-m 为偶数,所以 mm 必须是偶数。

  5. 三个条件取交集。 在整数范围内把 m≥−1m\ge -1、m≤4m\le 4 和 mm 为偶数合到一起,只剩 m∈{0,2,4}m\in\{0,2,4\}。

  6. 逐个回代检验。 m=0m=0:不等式组要求 x>2x>2 且 x≤−1x\le -1(确实无解),方程的根 x=2x=2。m=2m=2:x>4x>4 且 x≤−5x\le -5(无解),根 x=1x=1。m=4m=4:x>6x>6 且 x≤−9x\le -9(无解),根 x=0x=0。三个都符合,故 0+2+4=60+2+4=6。

Answer

0+2+4=60+2+4=6

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