整数上把严格不等号收紧
当式子两边都取整数时, 与 是同一件事;把每条严格不等号都换成非严格的,开区域立刻变成闭区域,凭「闭」才成立的工具(角点定理、最值存在性)这才能用。
做什么
设 、 都是整数(或都取整数值的表达式)。那么
理由只有一句:整数之间没有夹缝,比 大的整数里最小的就是 。
这一步看着不起眼,作用却很大:它把「开」的条件换成了「闭」的条件,而一大批定理的前提里写着「闭」。
什么时候想到它
题面里同时出现这两样东西,就该动这一步:
- 约束用的是 、(严格);
- 变量被限定为整数(「、 为整数」「」「取正整数」)。
典型场景:
- 整点线性规划。 在整点上等价于 。收紧之后可行域是闭的凸区域,最优解在可行域顶点这条定理才允许你去算顶点;算出来的值虽然仍只是下界(顶点未必是整点),但有了下界就能配一个具体的整点把答案夹死。
- 数列与不等式。「求最小的正整数 使 」,先解出 ,再取 型的结论,靠的是同一条。
- 计数问题。「至少要多少个」这类问法,答案总是先算出一个实数界限再向上取整。
两处容易出错
- 两边都得是整数。 是整数不等于 是整数—— 也得是整数才行。系数是分数时(如 )更要先通分成整系数再收紧,否则 是错的(正确的是 )。
- 收紧的是约束,不是答案。 收紧后区域变大了一点点(把边界补了进来)还是变小了一点点,要看方向: 换成 是变小(去掉了 这段),但在整点上没丢任何点,所以对整数解等价。而算出来的连续最优值是对实数点取的,它只是整数最优值的下界,不能直接当答案报上去——还要再找一个整点把它取到。
学它之前先会
共 2 条前置、最深 2 层。
出现在以下题目中
共 1 道题考到本条。