Задача
Докажите свойства неравенств:
а) если и , то ;
б) если , то ;
в) если и , то ;
г) если и c<0c < 0, то a c ≥ bcac > bc;
Краткий ответ:
а) Если a≤ba \leq b и b≤cb \leq c, то a≤ca \leq c:
a−c=a−b+b−c=(a−b)+(b−c);a — c = a — b + b — c = (a — b) + (b — c);
a−b≤0a — b \leq 0 и b−c≤0b — c \leq 0, тогда a−c≤0;a — c \leq 0;
Значит a≤c;a \leq c;
б) Если a>ba > b, то a+c>b+ca + c > b + c:
(a+c)−(b+c)=a+c−b−c=a−b;(a + c) — (b + c) = a + c — b — c = a — b;
a−b>0a — b > 0, тогда (a+c)−(b+c)>0;(a + c) — (b + c) > 0;
Значит a+c>b+c;a + c > b + c;
в) Если a>ba > b и c>0c > 0, то ac>bcac > bc:
ac−bc=c(a−b);ac — bc = c(a — b);
a−b>0a — b > 0 и c>0c > 0, тогда ac−bc>0;ac — bc > 0;
Значит ac>bc;ac > bc;
г) Если a≤ba \leq b и c<0c < 0, то ac≥bcac \geq bc:
ac−bc=c(a−b);ac — bc = c(a — b);
a−b≤0a — b \leq 0 и c<0c < 0, тогда ac−bc≥0;ac — bc \geq 0;
Значит ac≥bc.ac \geq bc.
Подробный ответ:
а) Если a≤ba \leq b и b≤cb \leq c, то a≤ca \leq c:
Рассмотрим выражение a−ca — c. Мы можем записать его как сумму двух разностей:
a−c=(a−b)+(b−c).a — c = (a — b) + (b — c).
Из первого неравенства a≤ba \leq b следует, что a−b≤0a — b \leq 0, так как aa меньше или равно bb.
Из второго неравенства b≤cb \leq c следует, что b−c≤0b — c \leq 0, так как bb меньше или равно cc.
Таким образом, сумма двух неотрицательных чисел a−ba — b и b−cb — c будет тоже неотрицательной, то есть a−c≤0a — c \leq 0, что даёт:
a≤c.a \leq c.
б) Если a>ba > b, то a+c>b+ca + c > b + c:
Рассмотрим выражение (a+c)−(b+c)(a + c) — (b + c). Разложим его на два слагаемых:
(a+c)−(b+c)=a−b.(a + c) — (b + c) = a — b.
Так как a>ba > b, то a−b>0a — b > 0. Следовательно:
(a+c)−(b+c)>0.(a + c) — (b + c) > 0.
Таким образом, a+c>b+ca + c > b + c, так как если разница между aa и bb положительна, то та же разница между a+ca + c и b+cb + c тоже будет положительна.
в) Если a>ba > b и c>0c > 0, то ac>bcac > bc:
Рассмотрим выражение ac−bcac — bc. Мы можем вынести общий множитель cc за скобки:
ac−bc=c(a−b).ac — bc = c(a — b).
Так как a>ba > b, то a−b>0a — b > 0. Кроме того, нам дано, что c>0c > 0. Умножив два положительных числа cc и a−ba — b, мы получим положительное число:
ac−bc>0.ac — bc > 0.
Таким образом, ac>bcac > bc, поскольку произведение двух положительных чисел всегда положительно.
г) Если a≤ba \leq b и c<0c < 0, то ac≥bcac \geq bc:
Рассмотрим выражение ac−bcac — bc. Мы можем вынести общий множитель cc за скобки:
ac−bc=c(a−b).ac — bc = c(a — b).
Из условия a≤ba \leq b следует, что a−b≤0a — b \leq 0. Кроме того, c<0c < 0, и умножение двух чисел с разными знаками всегда даёт отрицательное число или ноль. Таким образом, выражение ac−bcac — bc будет не больше нуля, то есть:
ac−bc≤0,ac — bc \leq 0,
что даёт:
ac≥bc.ac \geq bc.