0914数分作业

P04

3

反证法.假设ab,不妨a<b,ba=ξ>0.取正数ϵ=ξ2,则有ϵ<ab,与条件矛盾,故假设不成立,a=b.反证法.\\ 假设 a\neq b,不妨 a<b,b-a=\xi>0.\\ 取正数 \epsilon=\frac{\xi}{2},则有 \epsilon< |a-b|,与条件矛盾,故假设不成立,a=b.

6

如图,三角不等式.如图,三角不等式.

P8

5

左推右:infS=ξxS,xξξSξ=minS左推右:\\ \because\inf S=\xi\therefore\forall x\in S,x\ge\xi\\ 又\because\xi\in S\therefore\xi=\min S\\

右推左:ξ=minSinfSξ若有t=infS<ξ,则存在 t=t+ξ2 使 xS,xt,与 t 为最大下界矛盾.infSξinfS=ξ右推左:\\ \because\xi=\min S\therefore \inf S\le\xi\\ 若有t=\inf S<\xi,则存在\ t'=\frac{t+\xi}{2}\ 使\ \forall x\in S,x\ge t',与\ t\ 为最大下界矛盾.\\ \therefore \inf S\ge\xi\\ \therefore \inf S=\xi

6(1)

xS,xS,xsupSxsupS,supS 是 S 一个下界.S任一下界 t,xS,xt,即 t 是 S 一个上界.tsupS,tsupS,supSS任一下界.supS 为 S 最大下界即下确界,infS=supS.对\forall x\in S^-,有-x\in S,-x\le \sup S\\ \therefore x\ge -\sup S,即-\sup S\ 是\ S^-\ 一个下界.\\ 对 S^- 任一下界\ t,有\forall x\in S^-,-x\le -t,即\ -t\ 是\ S\ 一个上界.\\ \therefore -t\ge \sup S, t\le -\sup S, 即-\sup S\ge S^-任一下界.\\ \therefore -\sup S\ 为\ S^-\ 最大下界即下确界,\inf S^-=-\sup S.

6(2)

6(1)同理.与6(1)同理.

P14

4(3)

lg(x10)[1,1]x10[110,10],x[1,100]\because \lg(\dfrac{x}{10})\in[-1,1]\\ \therefore \dfrac{x}{10}\in[\dfrac{1}{10},10],x\in[1,100]

8

y=ax+bcx+d,x=ay+bcy+dy=aay+bcy+d+bcay+bcy+d+d=a(ay+b)+b(cy+d)c(ay+b)+d(cy+d)=(a2+bc)y+b(a+d)c(a+d)y+(bc+d2)ydc成立.{a2+bc=bc+d2b(a+d)=0c(a+d)=0b=c=0,a=d0 或 a+d=0,adbc\because y=\frac{ax+b}{cx+d},x=\frac{ay+b}{cy+d}\\ \therefore y=\frac{a\dfrac{ay+b}{cy+d}+b}{c\dfrac{ay+b}{cy+d}+d} =\frac{a(ay+b)+b(cy+d)}{c(ay+b)+d(cy+d)}=\frac{(a^2+bc)y+b(a+d)}{c(a+d)y+(bc+d^2)}\\ 对 \forall y\neq-\frac{d}{c} 成立.\\ 有 \begin{cases} a^2+bc=bc+d^2\\ b(a+d)=0\\ c(a+d)=0 \end{cases}\\ \therefore b=c=0,a=d\ne0\ 或\ a+d=0,ad\ne bc

12(1)(2)

[x]x<[x]+1x1<[x]x1x1<[1x]1x{1x<x[1x]1x>01x[1x]<1xx<0\because [x]\le x<[x]+1\\ \therefore x-1<[x]\le x\\ \therefore \dfrac{1}{x}-1<[\dfrac{1}{x}]\le\dfrac{1}{x}\\ \therefore \begin{cases} 1-x<x[\dfrac{1}{x}]\le1 & x>0\\ 1\le x[\dfrac{1}{x}]<1-x & x<0 \end{cases}

P19

9

P8.6(1)(2).同P8.6(1)(2).

P20

1(1)

ab,a=max{a,b}=12(a+b+ab)=a.a<b同理.a\ge b时,a=\max\{a,b\}=\frac{1}{2}(a+b+a-b)=a.\\ a<b 同理.

1(2)

1(1)同理.与1(1)同理.

13(1)

f(x)inff(x),g(x)infg(x)f(x)g(x)inff(x)infg(x)即 inff(x)infg(x) 是 {f(x)g(x)} 一个下界.inf{f(x)g(x)} 是 {f(x)g(x)} 最大下界inff(x)infg(x)inf{f(x)g(x)}\because f(x)\ge\inf f(x),g(x)\ge\inf g(x)\\ \therefore f(x)g(x)\ge\inf f(x)\inf g(x)\\ 即\ \inf f(x)\inf g(x)\ 是\ \{f(x)g(x)\}\ 一个下界.\\ \because \inf\{f(x)g(x)\}\ 是\ \{f(x)g(x)\}\ 最大下界\\ \therefore \inf f(x)\inf g(x)\le \inf\{f(x)g(x)\}

13(2)

13(1)同理.与13(1)同理.

14(2)(i)

f(x)={x3x<11x211x<00x=011x20<x1x3x>1f(x)= \begin{cases} x^3 & x< -1\\ \sqrt{1-x^2}-1 & -1\le x<0\\ 0 & x=0\\ 1-\sqrt{1-x^2} & 0<x\le 1\\ x^3 & x>1 \end{cases}

14(2)(ii)

f(x)={x3x<111x21x1x3x>1f(x)= \begin{cases} -x^3 & x< -1\\ 1-\sqrt{1-x^2} & -1\le x\le 1\\ x^3 & x>1 \end{cases}

16

t=supx,xIf(x)f(x).不妨 f(x)f(x).f(x)f(x)Mf(x)Mm,即 tMm.t<Mm,ϵ=(Mm)t>0,x1I,f(x1)m+ϵ3.x2I,f(x2)Mϵ3.此时f(x2)f(x1)(Mϵ3)(m+ϵ3)=(Mm)2ϵ3>t与 t 为上确界矛盾.t=Mm.令 t=\sup_{x',x''\in I}|f(x')-f(x'')|.\\ 不妨\ f(x')\ge f(x'').\\ |f(x')-f(x'')|\le M-f(x'')\le M-m,\\ 即\ t\le M-m.\\ 若t<M-m,令\epsilon=(M-m)-t>0,\\ \exists x_1\in I, f(x_1)\le m+\frac{\epsilon}{3}.\\ \exists x_2\in I, f(x_2)\ge M-\frac{\epsilon}{3}.\\ 此时 |f(x_2)-f(x_1)|\ge (M-\frac{\epsilon}{3})-(m+\frac{\epsilon}{3})=(M-m)-\frac{2\epsilon}{3}>t,\\ 与\ t\ 为上确界矛盾.\\ \therefore t=M-m.


0914数分作业
https://cyb1010.github.io/2026/09/19/数学/0914数分作业/
作者
cyb1010
发布于
2026年9月19日
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