P04
3
反证法.假设a=b,不妨a<b,b−a=ξ>0.取正数ϵ=2ξ,则有ϵ<∣a−b∣,与条件矛盾,故假设不成立,a=b.
6
如图,三角不等式.

P8
5
左推右:∵infS=ξ∴∀x∈S,x≥ξ又∵ξ∈S∴ξ=minS
右推左:∵ξ=minS∴infS≤ξ若有t=infS<ξ,则存在 t′=2t+ξ 使 ∀x∈S,x≥t′,与 t 为最大下界矛盾.∴infS≥ξ∴infS=ξ
6(1)
对∀x∈S−,有−x∈S,−x≤supS∴x≥−supS,即−supS 是 S− 一个下界.对S−任一下界 t,有∀x∈S−,−x≤−t,即 −t 是 S 一个上界.∴−t≥supS,t≤−supS,即−supS≥S−任一下界.∴−supS 为 S− 最大下界即下确界,infS−=−supS.
6(2)
与6(1)同理.
P14
4(3)
∵lg(10x)∈[−1,1]∴10x∈[101,10],x∈[1,100]
8
∵y=cx+dax+b,x=cy+day+b∴y=ccy+day+b+dacy+day+b+b=c(ay+b)+d(cy+d)a(ay+b)+b(cy+d)=c(a+d)y+(bc+d2)(a2+bc)y+b(a+d)对∀y=−cd成立.有⎩⎨⎧a2+bc=bc+d2b(a+d)=0c(a+d)=0∴b=c=0,a=d=0 或 a+d=0,ad=bc
12(1)(2)
∵[x]≤x<[x]+1∴x−1<[x]≤x∴x1−1<[x1]≤x1∴⎩⎨⎧1−x<x[x1]≤11≤x[x1]<1−xx>0x<0
P19
9
同P8.6(1)(2).
P20
1(1)
a≥b时,a=max{a,b}=21(a+b+a−b)=a.a<b同理.
1(2)
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)}
13(2)
与13(1)同理.
14(2)(i)
f(x)=⎩⎨⎧x31−x2−101−1−x2x3x<−1−1≤x<0x=00<x≤1x>1
14(2)(ii)
f(x)=⎩⎨⎧−x31−1−x2x3x<−1−1≤x≤1x>1
16
令t=x′,x′′∈Isup∣f(x′)−f(x′′)∣.不妨 f(x′)≥f(x′′).∣f(x′)−f(x′′)∣≤M−f(x′′)≤M−m,即 t≤M−m.若t<M−m,令ϵ=(M−m)−t>0,∃x1∈I,f(x1)≤m+3ϵ.∃x2∈I,f(x2)≥M−3ϵ.此时∣f(x2)−f(x1)∣≥(M−3ϵ)−(m+3ϵ)=(M−m)−32ϵ>t,与 t 为上确界矛盾.∴t=M−m.