Question

設(shè)是由個(gè)實(shí)數(shù)組成的行列的數(shù)表，如果某一行（或某一列）各數(shù)之和為負(fù)數(shù)，則改變?cè)撔校ɑ蛟摿校┲兴�有�?shù)的符號(hào)，稱(chēng)為一次“操作”.
（1）數(shù)表如表1所示，若經(jīng)過(guò)兩“操”，使得到的數(shù)表每行的各數(shù)之和與每列的各數(shù)之和均為非負(fù)實(shí)數(shù)，請(qǐng)寫(xiě)出每次“操作”后所得的數(shù)表（寫(xiě)出一種方法即可）；表1

1	2	3
	1	0	1

（2）數(shù)表如表2所示，若必須經(jīng)過(guò)兩次“操作”，才可使得到的數(shù)表每行的各數(shù)之和與每列的各數(shù)之和均為非負(fù)整數(shù)，求整數(shù)的所有可能值；表2

（3）對(duì)由個(gè)實(shí)數(shù)組成的行列的任意一個(gè)數(shù)表，能否經(jīng)過(guò)有限次“操作”以后，使得到的數(shù)表每行的各數(shù)之和與每列的各數(shù)之和均為非負(fù)實(shí)數(shù)？請(qǐng)說(shuō)明理由.

Answer 1

（1）詳見(jiàn)解析；（2），；（3）詳見(jiàn)解析.

試題分析：（1）改變行或列；（2）分兩種情況考慮：①首先操作第三列，②首先操作第一行；（3）在有限次之后終止. 終止之時(shí)，必是所有的行之和與所有的列之和均為非負(fù)實(shí)數(shù)，否則，只要再改變?cè)撔谢蛟摿械姆��?hào)，就又會(huì)繼續(xù)上升，導(dǎo)致矛盾.
試題解析：（1）解：法1：

法2：

法3：

（2）每一列所有數(shù)之和分別為2，0，，0，每一行所有數(shù)之和分別為，1；
①如果首先操作第三列，則有
則第一行之和為，第二行之和為，
這兩個(gè)數(shù)中，必須有一個(gè)為負(fù)數(shù)，另外一個(gè)為非負(fù)數(shù)，
所以或，
當(dāng)時(shí)，則接下只能操作第一行，
此時(shí)每列之和分別為，
必有，解得，
當(dāng)時(shí)，則接下操作第二行，
此時(shí)第4列之和為負(fù)，不符合題意.    
②如果首先操作第一行，則有
則每一列之和分別為，，，，
當(dāng)時(shí)，每列各數(shù)之和已經(jīng)非負(fù)，不需要進(jìn)行第二次操作，舍掉，
當(dāng)時(shí)，，至少有一個(gè)為負(fù)數(shù)，
所以此時(shí)必須有，即，所以或，
經(jīng)檢驗(yàn)，或符合要求，
綜上：.
（3）能經(jīng)過(guò)有限次操作以后，使得得到的數(shù)表所有的行之和與所有的列之和均為非負(fù)實(shí)數(shù). 證明如下：
記數(shù)表中第行第列的實(shí)數(shù)為（），各行的數(shù)字之和分別為，各列的數(shù)字之和分別為，，，數(shù)表中個(gè)實(shí)數(shù)之和為，則.記

.
按要求操作一次時(shí)，使該行的行之和（或該列的列之和）由負(fù)變正，都會(huì)引起（和）增大，從而也就使得增加，增加的幅度大于等于，但是每次操作都只是改變數(shù)表中某行（或某列）各數(shù)的符號(hào)，而不改變其絕對(duì)值，顯然，必然小于等于最初的數(shù)表中個(gè)實(shí)數(shù)的絕對(duì)值之和，可見(jiàn)其增加的趨勢(shì)必在有限次之后終止. 終止之時(shí)，必是所有的行之和與所有的列之和均為非負(fù)實(shí)數(shù)，否則，只要再改變?cè)撔谢蛟摿械姆��?hào)，就又會(huì)繼續(xù)上升，導(dǎo)致矛盾，故結(jié)論成立.