Макеты страниц
§ 1. НеравенстваТо обстоятельство, что и больше , т. е. что положительно, символически записывают следующим образом: . Конечно, если и больше v, то v меньше и; последнее обстоятельство символически записывается так: Следовательно, четыре неравенства: представляют собой просто четыре способа выражения одного и того же основного отношения между и и v. Аналогично означает, что и больше или равно v, и это равносильно тому, что положительно или равно нулю, но не отрицательно. Теорема 1. а) Если и w — любое число, то б) Если и w — любое число, то в) Если и w — любое положительное число, то г) Если и w — любое положительное число, то д) Если и если и и v положительны, то но ж) Все утверждения (а) - (е) остаются справедливыми, если знаки всюду заменены соответственно на и Доказательство. Примем на веру следующие два правила: сумма друх положительных чисел положительна, произведение двух положительных чисел положительно. а) Нам известно, что положительно, и нужно доказать, что тоже положительно. Но это очевидно, поскольку б) Нам опять известно, что положительно, и нужно доказать положительность Это тоже очевидно, поскольку в) Нам известно, что положительно, и нужно доказать, что тоже положительно. Это следует из равенства и положительности произведения двух положительных чисел. г) Это утверждение, по существу, содержится в в), поскольку если до положительно, то тоже положительно, и поэтому можно использовать как множитель в в) вместо до: если то д) Так как и и v положительны, то положительно. Разность тоже положительна, поскольку Следовательно, положительно. Имеем, таким образом, С другой стороны, поскольку в силу в) обе части неравенства можно домножить на то получим и, следовательно, е) Известно, что положительны, и нужно доказать, что тоже положительно. Но так что остается лишь еще раз использовать положительность суммы положительных чисел. ж) Один путь доказательства утверждения ж) — доказать заново соответствующий вариант каждого из утверждений Имеется, однако, более легкий путь. Доказательства утверждений основывались на следующих двух правилах: сумма двух положительных чисел положительна, произведение двух положительных чисел положительно. С другой стороны, в то время как означает, что положительно, означает, что положительно или равно нулю, или, иными словами, что неотрицательно. Но сумма и произведение двух неотрицательных чисел неотрицательны. Из сказанного следует, что все доказательства п. а) — е) автоматически переносятся со случая случай Рис. 18. Иллюстрация неравенства Если числа и ни связываются с точками действительной прямой так, как это объяснялось в гл. III, то неравенство означает, что v находится левее и или что и расположено справа от v (рис. 18). Запись понимается как совокупность двух неравенств: так что v лежит между (рис. 19). Рис. 19. Иллюстрация неравенств Однако нам еще следует пояснить использование термина «между». Если пишут то имеют в виду, что v находится «строго между» , т. е. что v не совпадает ни с ни с . Но если говорят просто «между» или пишут , то при этом допускаются случаи равенства v как так и . В некоторых случаях нам также оказывается удобным допустить лишь одру из этих возможностей, при этом мы пишем или Во всех случаях символическая запись точно выражает, что имеется в виду. Упражнения1. Доказать, что если и положительны, то 2. Доказать, что если то 3. Доказать, что член из одной части неравенства можно переносить в другую часть, изменив его знак на противоположный. В частности, показать, что если 4. Для положительных целых чисел выполняется неравенство Доказать, что 5. Определить верны или ложны следующие утверждения: 6. Некоторое иррациональное число Я лежит строго между . Записать это с помощью математических символов. 7. Доказать, что если w отрицательно и , то 8. а) Пусть — любые два различных числа, взятые из совокупности чисел . Доказать, что . б) Если в а) не требовать, чтобы целые числах были различными, то будут ли по-прежнему справедливы неравенства
|
Оглавление
|