32. a、b 為正整數,且 \(1 < \frac{7}{a} < \frac{9}{4} < \frac{5}{b} \le \frac{16}{a+b}\) ,請問 a+b=?
(A) 5
(B) 6
(C) 7
(D) 8
統計: A(1), B(7), C(2), D(1), E(0) #4017230
詳解 (共 2 筆)
我們先將題目中的不等式整理並依序進行分析與計算:
步驟 1:整理不等式鏈
題目給定的條件為 \( a, b \) 皆為正整數,且滿足:
\[ 1 < \frac{7}{a} < \frac{9}{4} < \frac{5}{b} \le \frac{16}{a+b} \]
我們可以將這個不等式鏈拆解成幾個部分來求解:
步驟 2:求解正整數 \( a \)
觀察包含 \( a \) 的部分不等式:
\[ 1 < \frac{7}{a} < \frac{9}{4} \]
兩邊取倒數(注意不等號方向需改變):
\[ \frac{1}{1} > \frac{a}{7} > \frac{4}{9} \]
同乘以 \( 7 \):
\[ 7 > a > \frac{28}{9} \]
計算 \( \frac{28}{9} \approx 3.11 \),故:
\[ 3.11 < a < 7 \]
因為 \( a \) 為正整數,所以 \( a \) 的可能值為:\( 4, 5, 6 \)。
步驟 3:求解正整數 \( b \)
觀察包含 \( b \) 的部分不等式:
\[ \frac{9}{4} < \frac{5}{b} \]
兩邊取倒數:
\[ \frac{4}{9} > \frac{b}{5} \]
同乘以 \( 5 \):
\[ \frac{20}{9} > b \implies b < 2.22 \]
因為 \( b \) 為正整數,且 \( b > 0 \),故 \( b \) 的可能值只有:\( 1 \) 或 \( 2 \)。
步驟 4:檢驗 \( a, b \) 的組合與最後一個條件
最後一個不等式條件為:
\[ \frac{5}{b} \le \frac{16}{a+b} \]
兩邊取倒數:
\[ \frac{b}{5} \ge \frac{a+b}{16} \]
交叉相乘(因 \( b > 0 \) 且 \( a+b > 0 \)):
\[ 16b \ge 5(a+b) \]
\[ 16b \ge 5a + 5b \]
\[ 11b \ge 5a \]
現在我們將 \( a \in \{4, 5, 6\} \) 與 \( b \in \{1, 2\} \) 代入檢驗:
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若 \( b = 1 \):
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\( 11(1) \ge 5a \implies 11 \ge 5a \implies a \le 2.2 \)
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但 \( a \) 必須為 \( 4, 5, 6 \),無解。
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若 \( b = 2 \):
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\( 11(2) \ge 5a \implies 22 \ge 5a \implies a \le 4.4 \)
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在可能值 \( a \in \{4, 5, 6\} \) 中,只有 \( a = 4 \) 滿足條件 \( a \le 4.4 \)。
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步驟 5:完整驗證
將 \( a = 4, b = 2 \) 代回原始不等式:
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\( \frac{7}{a} = \frac{7}{4} = 1.75 \)
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\( \frac{9}{4} = 2.25 \)
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\( \frac{5}{b} = \frac{5}{2} = 2.5 \)
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\( \frac{16}{a+b} = \frac{16}{4+2} = \frac{16}{6} \approx 2.67 \)
帶入原始不等式驗證:
\[ 1 < 1.75 < 2.25 < 2.5 \le 2.67 \]
不等式完全成立!
結論
得出 \( a = 4 \) 且 \( b = 2 \),因此:
\[ a + b = 4 + 2 = 6 \]
正確答案:(B) 6