8. 以下推导过程中竟然推出了 $ 0 > 2 $ 的错误结果,请你指出问题究竟出在哪里.
已知:$ m > n $.
两边都乘 $ 2 $,得 $ 2m > 2n $.
两边都减去 $ 2m $,得 $ 0 > 2n - 2m $.
两边都除以 $ n - m $,得 $ 0 > 2 $.
已知:$ m > n $.
两边都乘 $ 2 $,得 $ 2m > 2n $.
两边都减去 $ 2m $,得 $ 0 > 2n - 2m $.
两边都除以 $ n - m $,得 $ 0 > 2 $.
答案:
已知 $m>n$,当两边都减去 $2m$ 得到 $0>2n - 2m$ 时,$2n - 2m=2(n - m)$,因为 $m > n$,所以 $n - m<0$。
当两边都除以 $n - m$ 时,不等式两边同时除以一个负数,不等式符号应该改变,而原推导没有改变不等式符号。
所以错误出现在“两边都除以 $n - m$”这一步,没有考虑 $n - m$ 的正负性,未根据不等式性质改变不等式方向。
当两边都除以 $n - m$ 时,不等式两边同时除以一个负数,不等式符号应该改变,而原推导没有改变不等式符号。
所以错误出现在“两边都除以 $n - m$”这一步,没有考虑 $n - m$ 的正负性,未根据不等式性质改变不等式方向。
9. 【阅读感悟】代数证明题是数学中常见的一种题型,它要求运用逻辑推理和代数知识来证明某个数学命题的正确性.
(1) 解决“已知实数 $ x $,$ y $ 满足 $ x > y > 0 $,证明:$ x^{2} - y^{2} > 0 $”这一问题可用两种方法证明,请将下面的证明过程填写完整.
证法 1:$ \because x^{2} - y^{2} = (x + y) \cdot $(
$ \therefore x + y $
$ \therefore x^{2} - y^{2} > 0 $.
证法 2:$ \because x > y $ 且 $ x $,$ y $ 均为正,
$ \therefore x^{2} > $
$ \therefore x^{2} > y^{2} $(不等式的传递性),
$ \therefore x^{2} - y^{2} > 0 $.
(2) 请你尝试证明:若 $ a < b $,则 $ \frac{a + b}{2} < b $.
(1) 解决“已知实数 $ x $,$ y $ 满足 $ x > y > 0 $,证明:$ x^{2} - y^{2} > 0 $”这一问题可用两种方法证明,请将下面的证明过程填写完整.
证法 1:$ \because x^{2} - y^{2} = (x + y) \cdot $(
$x - y$
),且 $ x > y > 0 $,$ \therefore x + y $
$>$
$ 0 $,$ x - y $______$>$
$ 0 $(在横线上填上适当的不等符号),$ \therefore x^{2} - y^{2} > 0 $.
证法 2:$ \because x > y $ 且 $ x $,$ y $ 均为正,
$ \therefore x^{2} > $
$xy$
,$ xy > $______$y^{2}$
(不等式的两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变),$ \therefore x^{2} > y^{2} $(不等式的传递性),
$ \therefore x^{2} - y^{2} > 0 $.
(2) 请你尝试证明:若 $ a < b $,则 $ \frac{a + b}{2} < b $.
答案:
(1) 证法1:$x - y$;$>$;$>$
证法2:$xy$;$y^{2}$
(2) 证明:$\because a < b$,
$\therefore a + b < b + b$(不等式的两边都加上同一个数,不等号的方向不变),
即$a + b < 2b$,
$\therefore \frac{a + b}{2} < b$(不等式的两边都除以同一个正数,不等号的方向不变)。
(1) 证法1:$x - y$;$>$;$>$
证法2:$xy$;$y^{2}$
(2) 证明:$\because a < b$,
$\therefore a + b < b + b$(不等式的两边都加上同一个数,不等号的方向不变),
即$a + b < 2b$,
$\therefore \frac{a + b}{2} < b$(不等式的两边都除以同一个正数,不等号的方向不变)。
10. 同学们已经学习了用作差法比较大小,请根据你学过的知识解答下列问题.
(1) 已知 $ a > 0 $,$ b > 0 $,比较 $ \frac{x^{2}}{a} + \frac{y^{2}}{b} $ 与 $ \frac{(x + y)^{2}}{a + b} $ 的大小.
(2) 已知 $ a > 0 $,$ b > 0 $,则 $ \frac{x^{2}}{a} + \frac{y^{2}}{b} $ 与 $ \frac{(x + y)^{2}}{a + b} $ 能否相等?若能相等,注明相等的条件.
★(3) 根据第(1)(2)小题中的结论,求 $ 4x^{2} + \frac{(1 - x)^{2}}{2} $ 的最小值,并指出代数式取最小值时 $ x $ 的值.
(1) 已知 $ a > 0 $,$ b > 0 $,比较 $ \frac{x^{2}}{a} + \frac{y^{2}}{b} $ 与 $ \frac{(x + y)^{2}}{a + b} $ 的大小.
(2) 已知 $ a > 0 $,$ b > 0 $,则 $ \frac{x^{2}}{a} + \frac{y^{2}}{b} $ 与 $ \frac{(x + y)^{2}}{a + b} $ 能否相等?若能相等,注明相等的条件.
★(3) 根据第(1)(2)小题中的结论,求 $ 4x^{2} + \frac{(1 - x)^{2}}{2} $ 的最小值,并指出代数式取最小值时 $ x $ 的值.
答案:
(1) $ \frac{x^2}{a} + \frac{y^2}{b} \geq \frac{(x + y)^2}{a + b} $;
(2) 能相等,条件是 $ bx = ay $;
(3) 最小值为 $ \frac{4}{9} $,$ x = \frac{1}{9} $。
(1) $ \frac{x^2}{a} + \frac{y^2}{b} \geq \frac{(x + y)^2}{a + b} $;
(2) 能相等,条件是 $ bx = ay $;
(3) 最小值为 $ \frac{4}{9} $,$ x = \frac{1}{9} $。
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