初等数学研究答案第一章到第六章

初等数学研究答案第一章到第六章
初等数学研究答案第一章到第六章

大学数学之初等数学研究,李长明,周焕山版,高等教育出版社 习题一

1答:原则:(1)A ?B

(2)A 的元素间所定义的一些运算或基本关系,在B 中被重新定义。而且对

于A 的元素来说,重新定义的运算和关系与A 中原来的意义完全一致。

(3)在A 中不是总能施行的某种运算,在B 中总能施行。

(4) 在同构的意义下,B 应当是A 满足上述三原则的最小扩展,而且由A 唯一

确定。

方式:(1)添加元素法;(2)构造法

2证明:(1)设命题能成立的所有c 组成集合M 。Θa=b ,M 11b 1a ∈∴?=?∴, 假设bc ac M c =∈,即,则M c c b b bc a ac c a ∈'∴'=+=+=', 由归纳公理知M=N ,所以命题对任意自然数c 成立。

(2)若a

,由,使得 则ac

(3)若a>b ,则ac m c bc ac,m )c (b )1(a m b N m =+=+=+∈?即,

,由,使得 则ac>bc 。

3证明:(1)用反证法:若b a b,a b a <>≠或者,则由三分性知。当a >b 时,由乘法

单调性知ac >bc. 当a

(2)用反证法:若b a b,a b a =>或者,则由三分性知不小于。当a >b 时,由

乘法单调性知ac >bc. 当a=b 时,由乘法单调性知ac=bc.这与ac

a <

b 。

(3)用反证法:若b a b,a b a =<或者,则由三分性知不大于。当abc 矛盾。则a>b 。

4. 解:(1)4313='=+ 541323='='+=+ 652333='='+=+

763343='='+=+ 874353='='+=+

(2)313=? 631323=+?=? 93232333=+?='?=?

123333343=+?='?=? 153434353=+?='?=? 5证明:当n=1时,的倍数。是9181n 154n

=-+ 假设当n=k 时的倍数。是91k 154k -+

则当n=k+1时的倍数。是)()(918k 451k 154411k 154

k 1k +--+=-+++

则对?N n ∈,1n 154n

-+是9的倍数.

6证明:当1n =时,141-

=3-,n

21n 21-+=3-;则当1n =时成立。 假设当k n =时成立,即(141-)(941-)(2541-)……… (2

1k 241)(--)=k

21k

21-+ 当1k n +=时,(141-)(941-)(2541-)……… (21k 241)(--)(2

1k 24

1)(+-) =k 21k 21-+(21k 241)

(+-)=)()(1k 211k 21k 21k 23+-++=++- 当1k n +=时成立。

7解:(1)01x 3x 1

32

=---==+,则,αββαΘ (2)3311

=-=---ββα

α,Θ

13

13

13

A n

2n n 2n n

n 2

n 2n 2n ββααβαβα+--+

-=

-=

∴+++++

13

13

11n 11n n

n )

()(-+-+---+

-=

βββαααβα

1

n 1n n

n ++=

;n 1n A ++

(3)当n=1

假设当n=k 时13

A 3k

3k 3k βα-=

的倍数。是10

则当n=k+1时

13

13

13A 33k

33k 3k 33k 33k 31k 31k 31k 3)

()()()()(βαβαβαββααβα-+-=

?-?=

-=

+++

k 333k

3k 1013

βαβα+-=

则对?N n ∈,n 3A 是10的倍数.

8证明:;,,则,,使得,;,lar lc kaq kb ar c aq b Z r q c |a b |a ====∈?∴Θ

;)(lc kb |a a lr kq lc kb +∴+=+∴ 9证明:假设存在b ,使得,1a +<

若,则1k =;1a b +=若,则1k >;即1a k a b +>+=;1a b +>

因此.1a 是不可能的+

b p q a ∈∈===

则a(bc)=

==?3213

21332211p p p )q q q p q p q p q )(()()()(321321p p p q q q a(bc)p q p q p q 3

32211=?=)( 11答:(1)加法,乘法,减法; 构成数环 (2)乘法,除法; (3)加法,乘法; (4)加法,乘法;

(5)加法,乘法,除法; (6)乘法; (7)加法,乘法,减法;构成数环 (8)加法,乘法,减法;构成数环 12 证明:方法一Θ

n

n 332211b a b a b a b a <<<<Λ 即n 11n 2112b a b a ,b a b a >>ΛΛ =-++++++∴

11n 21n 21b a b b b a a a ΛΛ1n 21n 2111n 21b b b b b b b a b a a a )()()(++++++-+++ΛΛΛ

0b b b b b a b a b a -b a 1

n 21n 11n 2112>+++-++=

)()

()(ΛΛ

Θ

n n 332211b a b a b a b a <<<<Λ 即1-n n n 1-n 1n n 1b a b a ,b a b a <<,ΛΛ =-++++++∴

n n n 21n 21b a b b b a a a ΛΛn n 21n 21n n n 21b b b b b b b a b a a a )()()(++++++-+++ΛΛΛ 0b b b b b a b a b a -b a n

n 211-n n n 1-n 1n n 1<+++-++=

)()

()(ΛΛ

方法二:设

p,b a 11=q,b a n n =则由p=n

n 332211b a

b a b a b a <<<<Λ=q 得, p b a 11=, p b a 22>,p b a n n >ΛΛΛ; q b a 11<, q b a 22<,q b a n n =ΛΛΛ;

n 21n 21b b b p b p b p b ++++++ΛΛn 21n 21b b b a a a ++++++<ΛΛ

21n 21b b b q

b q b q b ++++++ΛΛ

即q.b b b a a a p n 21n 21<++++++<

ΛΛ则.b a b b b a a a b a n

n

n 21n 2111<++++++<ΛΛ\

13.(1);109.16.5003105.1102.16.50031053.1102.14

3

4

3

4

?≈+?+?≈+?+?

(2);88.4238.026.433824.026.43=-≈- (3);7.6872232.687138.6813.2264.32≈==?

(4)≈÷?43564.2)1063.2(3

.1008.163875.1079436.2)1063.2(3

3

?≈=÷? 14 解:5.046308.0%02.04.2315|a |≈=?==?δ 则它的有效数字的个数为4。

15 解:551.45511.47321.11416.3232≈=-?≈-π

16 证明:方法一:?d

cx b

ax S ++=

Θ是有理数,则其不包含x ;

d

cx kd

b x d cx k

c a k

d cx kd b x kc a d cx k d cx b ax S +-+

+-+=+-+-++=++=)()(又Θ 。;即,bc ad kd b kc a ===∴

,代入,,则;令其为b p c a p d p bc ad ===?Θd

cx b

ax S ++=

得, 为有理数。p ab

a

p x b p b ax d cx b ax S =++=++=

方法二:?d cx b ax S ++=

Θ是有理数,则d cx b ax S Z,n m,++=∈?使得=.n

m

bn.

-dm cm )x -(an d)m (cx b)n (ax =+=+,即则bc.

ad ;bn

dm mc

an ,x Q d c b a *=???==∈即则是无理数,,,,又由于

?ΘΘ又;d)d (cx b)d (ax d cx b ax S 2

d cdx bd

adx ++=++=++=

bc.ad =

则.)(d)b(cx d)d (cx b)d (ax d cx b ax S 2

d

b

d cx d d cdx bd adx =++=++=++=++=

d

cx b

ax S ++=

∴是有理数

17 证明:c

d c d c d b a +-=

-=-∴+=+,

d b c a Θ

则若。时,c d b a ==

若?????

=-=

+≠b

-a c d b -a c -d c d b a 时由得b -a b -a c -d d 2+=

; 即无理数等于有理数矛盾,则。c d =

18解:(1)ΛΛΛΛΘ

≥++≥≥≥≥≤+≤≤≤≤1n 2

n 4534231n n 433221; 并且时并且当∞→>+=+-++n ;01n 21n n 1n 2n 01

n 2

1n n 1n 2n →+=+-++

∴此序列为退缩有理闭区间序列,且它所确定的实数为1.

(2)ΛΛΛΛΘ≥+≥≥≥≥≤≤≤≤≤1

n 1

4131210000;

并且时并且当∞→>+=-+n ;01n 101n 101

n 1

01n 1→+=-+

∴此序列为退缩有理闭区间序列,且它所确定的实数为0.

(3)ΛΛΛΛΘ≥≥≥≥≥≤≤≤≤≤11112n

1

-2n 654321;

并且时并且当∞→>=-n ;02n 12n 1-2n 102n

1

2n 1-2n 1→=-

∴此序列为退缩有理闭区间序列,且它所确定的实数为1. 19.(1)(?)答:复数集与复平面内以0为起点的一切向量组成的集合一一对应; (2)(?) 答:两复数的和与积都是实数的充分条件是:这两个复数是共轭复数 (3)(?)答:共轭虚数的正整数次幂仍是共轭复数;

(4)(?) 答: 一个非零复数的模等于1的充分条件是它与它的倒数之和为实数.

20 证明:当时k 3n =,

++-3k 2i 31)(;)(22i 313k

=-- 当时1k 3n +=,

++-+13k 2i 31)(;)(12i 311

3k -=--+ 当时2k 3n +=,

++-+23k 2i 31)(;)(12

i 312

3k -=--+ 21 解:Z=72i 31)(++

=+=++1)6isin 6(cos 17ππ)6

7isin 67(cos ππ+=i 21231-- 则|Z|=2

2

263241)23-

(12-

=-=+;则.23arctan 2)(+-=πθ 22 解:Θ|z|=1,,则令ααisin cos z +=∴

1z z 2+-=)i sin -sin (2cos cos cos 22ααααα+-

则u=222

)2

1

(cos 41cos 4cos 4|1z z |-=+-=

+-ααα

当3u ,1cos max =-=时α;当.0u ,2

1

cos min ==

时α 23. 解方程

N).n 1,n 1z 1z n

n

∈>-=+,()()( 即,则)()解:由于(,1)1

1(

1z 1z n

n =-+-=+n

z z

1)-n ,2,1,0(k ;n

k 2isin n k 2cos 1-z 1z Λ=+=+π

π; 则1)-n ,1,0(k 1

n

k 2isin n k 2cos n k 2isin

n k 2cos 1z ΛΛ=-+++=;ππππ 24解:(1);1)(,1)(1n

n

2n

===n

ωωωΛΛΘ,

次单位根);次方根(个不同的的是,,,n n n 1n

2ωωωΛΛ∴

(2))(1(1n

ωω-=-;0)11

-n 2

=++++ω

ωωΛΛ

而∴≠-,01ω;011

-n 2=++++ωωωΛΛ

(3))(1(1n

-=-z z )11

-n 2

z

z z ++++ΛΛ

=)1(-z );())()((1

n 3

2

-----ω

ωωωz z z z Λ

当时,1≠z =++++1-n 21z z z ΛΛ)())()((1

3

2

-----n z z z z ωωωωΛ

令时,1

=z .)1()1(11

2

n n =----ωωωΛΛ)(

25解:由图像知20)-(-10)-3(-|OD |22=+=

则.312||||||max =+=+=AD OD Z .112||||||min =-=-=BD OD Z ,24060180)(arg .30,2

1

sin max οοοοΘ=+=∴=∴=

Z αα.180)(arg min ο=Z 26 解:设z=x+yi,则代入.4y 1)(x .3x 2y x 3z z z z 2

222=++=++=++即,得

27 证明:isinx ;cosx z isinx cosx z -=+=,则令

ΛΛisinx;cosx z isinx cosx z 22-=+=,;,

isinnx cosnx z isinnx cosnx z n n -=+= 而;

,isinx 2z z cosx 2z z =-=+ΛΛ;,isinx 2z z cosx 2z z 2222=-=+

;,isinx 2z z cosx 2z z n n n n =-=+

则)z z z z z (z 2i

1

sinnx sin2x sinx n n 22-++-+-=

+++ΛΛ )

z -z)(11(sin )1sin(sinx ]1)z 1(z 1)z -z(1[i 21n n -++-=

----=nx x n z z )1)(z 1()2)2(cos 2(cos 2sin 2z x n nx nx --+-=

;)

1)(z 1(2)1(sin 2sin 2sin 4z x

n x nx --+=

)z z z z (z 2

1

cosnx cos2x cosx n n 22++++++=

+++ΛΛz )

z -z)(11(cos )1cos(1cosx ]1)z 1(z 1)z -z(1[21n n -++--=

--+-=nx x n z z )1)(z 1()2)2(in 2sin (2sin

2z x n s nx nx --+-=

;)

1)(z 1(2)1(cos 2sin 2sin 4z x

n x nx --+=

cosnx cos2x cosx sinnx sin2x sinx =++++++ΛΛ则

28证明: 时,

当0x ≠0p x p p x n 1-n n

=+++ΛΛ方程

的两边同乘以得n

x -0x p x p x

p x p 1n n n -11-n -2

2-1

1=+++++-ΛΛ

将x=代入上式得,ααisin cos +

+++)]isin(-)[cos(-p 11αα0)]isin(-n )[cos(-n p n =++ααΛΛ.

按照复数相等的条件得++αcos p 110cosn p n =+αΛΛ

.

0n sin p 2sin p sin p n 21=+++αααΛΛ习题二

1解:设这个多项式为)1()(10-+=x a a x f )4)(2)(1(2)(1(32---+--+x x x a x x a )

. 然后将已知点依次代入:

;10,10)1(00-=∴=-=a a f Θ;9,1)2(110=∴+=-=a a a f Θ ;

14,63101)4(2210=∴++==a a a a f Θ

;2,21812124218)5(33210=∴=+++==a a a a a f Θ

因此,)1(910)(-+-=x x f )4)(2)(1(22)(1(14---+--+x x x x x ) 7523

--=x x 即.32)3(=f

2解:d x c x b x a x x f +-+-+-+-=-)2()2()2()2()2(2

3

4

令2=x 得165=d ;

令0=x 得;8624,165248169=+-+-+-=c b a c b a 即 令1=x 得.119=+-c b a 令3=x 得.269=++c b a 则165,180,75,14====d c b a

即165)2(180)2(75)2(14)2()2(2

3

4

+-+-+-+-=-x x x x x f =.54322

34+-+-x x x x

3解:由于2

2

3

4

1)(m 1)x p(m 2qx 4px 4x 4+++++-成为b ax x 22

++的完全平方式,

=++2

2

b)ax x 2(2

2

3

4

1)(m 1)x p(m 2qx 4px 4x 4+++++-

得:;)1(2)1(24444222??????

?=+=++==-b m ab m p b

a q a

p .)1(44;44)1(22p m q b

a q m

b p a =++???

?

???+=+-=-=∴即 4证明: (1))1()1)((-=-x x x F )1x x x x (2

3

4

++++=15

-x

=)1(-x );)()()((4

3

2

λλλλ----x x x x 即: );)()()(()(4

3

2

λλλλ----=x x x x x F

(2) )()()R()Q()P(52

5

5

λλλλλλλS F ?=++,即

.0)(0)1R()1Q()1P(2=?=++λλλS

即: .0)1R()1Q()1P(===

.0)1(,)1()1()1R()1Q()1P(=?=++S S F 得又由 则1-x 是R(x)Q(x),P(x),和S(x)的一个公因式。 5证明:).(,0b a c c b a +-=∴=++Θ

=++5c b a 555b a b a b a ab 4233245

55225

b)(a b a ----=+-+;

?++3

c b a 333))((2c b a 22222

22ab b a b a ab ++--=++ =;224

2

3

3

2

4

b a b a b a ab ----

=++5c b a 555?++3c b a 333?++2

c b a 2

22 6解: 若有一次因式利用综合除法,可试除的.21±±,

若;20)1(==k f ,则 若;,00)1(不合题意,则==-k f 若;206)2(不合题意,则=≠=k f 若.4

11

0)2(不合题意,则=

=-k f 若有二次因式设其为))((22)(2

2

2

3

4

d cx x b ax x kx kx x x x f ++++=-+--=

=.)()()(2

3

4

bd x bc ad x d b ac x c a x ++++++++

按对应项系数相等得????

???-==+-=++-=+2

21bd k bc ad k d b ac c a

得???????=-=-==1210

d b c a 时;1=k

????

???-==-==1

210

d b c a 时1-=k 。 综上可知当112-=,,k 时22)(2

3

4

-+--=kx kx x x x f 能分解成整系数因式。 7解:(1)法一: 原式为对称式,但显然原式没有一个因式,又由于原式为四次式,则设有一

个二次对称式的因式

=+++444)(y x y x ])([22nxy y x m ++])([22lxy y x k ++

则;1;2====l k n m 444)(y x y x +++=2

22)(2xy y x ++ 法二:2

2

2

2

2

2

22

4

4

4

]2)[(2)()(xy y x y x y x y x y x +++-+=+++ =2

2

2

2

2

2

2

2

22

)(22)(4)(2xy y x y x y x xy y x ++=++++ (2) 2

2

2

2

2

2

2

)1(122)()1(++++=++++x x x x x x x x

2

222)1()1()1(21++=++++=x x x x x x

(3) 原式为对称式,当)(z y x +-=时原式为零,故z y x ++为原式的一个因式,又由于原式为三次式,则还有另一个二次对称式的因式.设

=++++xyz y x x z z y ))()(((z y x ++))()([222yz xz xy n z y x m +++++]

令120,1,1=+===n m z y x 得,令;131,1,1-=-=-=-=n m z y x 得 则).)((),,(.1,0yz xz xy z y x z y x f n m ++++=∴==

(4) 原式为轮换式,当y x =时原式为零,故))()((x z z y y x ---为原式的一个因式,又由于原式为四次式,则还有另一个一次对称式的因式.设

=++++xyz y x x z z y ))()((k ))()((x z z y y x ---(z y x ++)

令.2,1260,2,1-=∴-====k k z y x 得

则=++++xyz y x x z z y ))()((-2))()((x z z y y x ---(z y x ++) 8解: (1)))((15x x 6x x 2

2

2

3

4

l nx x k mx x ++++=+-+- =kl x nk ml x l mn k x n m x ++++++++)()()(2

3

4

比较系数得:????

???=-=+=++-=+15

161kl nk ml l mn k n m ; 设;5,3==l k 则.2,1-==n m

则).52)(3(15x x 6x x 2

2

2

3

4

+-++=+-+-x x x x

(2)=++++21x 29x 20x 7x 2

34))((2

2

l nx x k mx x ++++

=kl x nk ml x l mn k x n m x ++++++++)()()(2

34

比较系数得:???

?

???==+=++=+2129207kl nk ml l mn k n m ; 设;7,3==l k 则.5,2==n m

则=++++21x 29x 20x 7x 2

34).75)(32(2

2

++++x x x x

9解:(1))5()3()152)(3(45x 21x x 2

223+-=-+-=+--x x x x x

(2))6792)(1(6x 13x 2x 72x 2

3234-++-=+--+x x x x

=)2)(12)(3)(1(+-+-x x x x

(3)原式为轮换式,当y x -=时原式为零,故))()((x z z y y x +++为原式的一个因式,.

设=-+++++x yz 4y)z(x z)y(x z)x (y 2

2

2

))()((x z z y y x k +++ 令.10,1,1====k z y x 得

则=-+++++x yz 4y)z(x z)y(x z)x (y 2

2

2

))()((x z z y y x +++ (4))2)(12]()6)(4[(4x -24)14x 24)(x

11x (x 22

2

+++++=++++x x x x x

=-2

4x 2

42)(12()2)(12)(6)(4(x x x x x x x x -+++++++)

=)2410()2)(12)(6)(4(2

+++++++x x x x x x x =)2415)(6)(4(2

++++x x x x

10解:(1)]6016)[(60164(x 3x -12)10)(x 6)(x 5)(x (x 42

22x x x x +++++=++++)

=-2

3x 2

2

2

2

36016(4)60164(x x x x x x -+++++)

=]6016(2][3)6016[2(x 2

2

x x x x x -+++++)

=)120312)(12035(2x 2

2

++++x x x

)426535(+-

=x )8)(152)(4

265

35(++--x x x (2)7x 44x 27x 2x 2

34+---))((2

2

l nx x k mx x ++++=

=kl x nk ml x l mn k x n m x ++++++++)()()(2

3

4

比较系数得:???

?

???=-=+-=++-=+744272kl nk ml l mn k n m ; 设;1,7==l k 则.7,5-==n m

则7x 44x 27x 2x 2

34+---)17)(75(2

2

+-++=x x x x

)2

5

37)2537)(75(2

--+-

++=x x x x (

11解:(1)先用综合除法,试除数可能是,

,,,613221±±

±±经检验只有3

2

-x 是原式的一次因式,令))(3

2(62x 3x 3x 5x 62

3

2

3

4

c bx ax x x +++-=--++展开比较系数得 2

1,23,23===

c b a 则)2

12323)(32(62x 3x 3x 5x 6232

34+++-=--++x x x x

=)2

31)(231)(21)(32

(6i x i x x x ++-++

- (2)6,5,4,3,2,1,0,7

2sin 72cos

),(1x 6

7

=+=-=

-∏=k k i k x x x k k k π

π其中 12解:;11.011;11,

101x x 2

2

33

2

-=+=++===++x x x x x x 则知由

.11

1)1()(x 1x 222432431414-=+=?+?=+x x x x x x

13. 设,c b a 1c 1b 1a 1++=++求证:对于任何奇数k ,均有。k

k k k k k c b a 1c 1b 1a 1++=++ ,

1

c 1b 1,c b a 1c 1b 1a 1a

-+∴++=++Θ证明 )(.)

(a c

b b

c c b c b a a c b c b a ++++++-=+当即

, 即02

=+++bc ac ab a , 则c a b a c a b a -=-==++或即,0))((; 当为奇数时代入时,当k b a -=k c 1c 1b 1a 1k k k =++,而k

c 1

c b a 1k k k =

++ 则

。k

k k k k k c

b a 1

c 1b 1a 1++=++ 当为奇数时代入时,当k c a -=k b 1c 1b 1a 1k k k =++,而k

b

1

c b a 1k k k =++ 则

k

k k k k k c b a 1

c 1b 1a 1++=++ 当为奇数时代入时,当k c b -=k a 1c 1b 1a 1k k k =++,而k a

1c b a 1k k k =++ 则

。k k k k k k c

b a 1

c 1b 1a 1++=++ 14证明:c)-(b a 0c b a +=∴=++,Θc);-(b c c),-(a b ,+=+=

则bc c b 2)(b 1a 1c a 1c 1b c 1b 1a +-=+++++)()()(ac c a 2)(+-ab

a b 2

)(+-

=abc

b a

c c a b c b a 2

22)()()(+++++-

abc

abc

abc c a ac c b bc a b ab 6)()()(++++++-

=36-=+----

=abc

abc

abc abc abc

15证明:当1=n 时,2

12121111)1)(1(a a 1a a 11S a a a a ++=+++=等式成立。 假设当k n =时成立,即

++++++++

=Λ32121211n k a a a 1)

1)(a (a a a 1a a 11S 1

k 21k 21a a a )1(a 1)1)(a (a ++++ΛΛ =

1

k 211k 21a a a )

1(a 1)1)(a (a +++++ΛΛ

当1+=k n 时

++++++++

=+Λ32121211n 1k a a a 1)

1)(a (a a a 1a a 11S 2

k 211k 21a a a )1(a 1)1)(a (a +++++ΛΛ =

1k 211k 21a a a )1(a 1)1)(a (a +++++ΛΛ

=

2

k 212k 21a a a )

1(a 1)1)(a (a +++++ΛΛ等式成立。

16解; (1)54325

34)2()2()2()2(2-x A 2)-(x 6x 2x x 2-+

-+-+-+=-+-x E

x D x C x B 设 通分并合并同类项后与原式比较系数,得:.22,54,42,15,2=====E D C B A

则.)2(22

)2(54)2(42)2(152-x 22)-(x 6x 2x x 25432534-+-+-+-+=-+-x x x x

(2)2

222221)x (13-x A 1)

x -3)(x -(x 16x 4x 5+-+++-++=++-x E

Dx x x c Bx 通分并合并同类项后与原式比较系数,得:.3,2,2,1,1-=-=-=-==E D C B A

则.1)x (3

2123-x 11)x -3)(x -(x 16x 4x 52

22222+---++---+=++-x x x x x 17解:(1)2

2

2224922298214

+

=+=+=+

(2)4a a 2a 22-+-=???

??

??-≤---+-≥--++-2;2222222;22

22222

222a a a a a a 当当

???????-≤---≥-+=2;2822

2228

2222

2a a a a a a 当当

(3)

-

-2322

3253

2233--

-

10

)

232(56)3223(31)23(2+-+-+=

=0.

+

+3

5

1

-a a )1-a -a ()4(=-+3

5

1

-a a )1-a a (3636)1()1(-++--a a a a

=24)1()1(22

-=-++--a a a a a

18解:(1

12

30

42635

321-

+=

=

++ (2)

=

-232

3

=

-+3

3

38

9)

23(2)

8899)(89()8899)(23(23

2

3

3

2

3

3

323323+?+-+?++

=2)8899)(23(323323+?++=2)49233)(23(333+++

19. (1) =

02

642

535

61=+-

--

-

(2) =

13)

72()

57)(3725()

32(1)

35)(5321(=+-+++

+-++

(3)

-+-1

2471

=++1

2471-

+-1

16101

161=-+

(4)

.11555122935=+-=---

20解: =++++++++-1)x

1-x 1x 1-1x -1x -1x 11(21x 2

21)x x 1x -x x 1(21x 2222++++----x x x

=1)1x x 11x x 1(21x 22++++---=.11)1

x x 1212(21x 2

2222x x -=+--+-- 21证明: Θ=

++∴=++==32

223

3

3

cz by ax ,1z

1y 1x 1,cz by ax 3

3

33z

cz y by x ax +

+ =333)1

11(

a x z

y x ax =++ 同理可知=++3222cz by ax ;

3a y =++3

222cz by ax .3a z

则=

++333c b a +

++x cx bx ax 3

2

22+

++y

cx bx ax 3

2

22z

cx bx ax 3

2

22++

=3222cz by ax ++ 22 解: ;471

,71,3x

x 222

12

1=+=+

∴=+-x

x x x Θ 则1(x x (2

12

12

323+-+=+--

x x

x ).5

23472182

3-2

3

=++=

23 证明:.1,n m n,a m,a 2x

y

y

x

====xyz a z

即Θ

24 证明:x ,log a Θx ,log b 1)x (x log c ≠成等差数列,则=x 2log b +x log a x log c 即

;log log log log log log 2c

c

x x b x a a a a a a +=

则)log log (log log log log 2c x x b c x a a a a a a ?+=?。即.(ac)

c b

log 2

a =

25证明:=??x

log x log x log x log abc c b a =??x

x abc log log x

log x log x log a c b a abc x x a c b log log log ??

=)log log (log log log c b a x x a a a c b ++??

+?=x x c b log log +?x log x log b a .x log x log a c ?

26 解:016)(,)(41lg,lga b (a 21

lg 222=+-=-∴+=??

????-b

a

b a ab b a 则)Θ 解之得

223±=b

a ,又由于1,>>

b a b a 则,故223+=b a

.

27证明:要证成等差数列,

,,2C ctg 2B ctg 2A ctg

即证2222C

ctg A ctg B ctg += 即证

=2sin 2cos 2B B +2sin 2cos A A =2sin 2cos C C 2sin 2sin )22sin(C A C A += =2sin 2sin 2cos

C A B 即证2sin 2sin 22sin C A B ==2cos 2cos 2cos =+--C A C A 2sin 2B

C A --

即证2sin 2B =cos .2

C

A -(1)

而则成等差数列由于.sinC sinB,sinA,.sin sin sin 2C A B +=

即=-+=2cos 2sin 22cos 2sin

4C A C A B B .2cos 2cos 2C A B - 则2sin 2B =cos .2

C

A -即(1)式成立。命题成立。

28. (1) =72cos 7cos 0cos ππ++)73-cos(73cos πππ++)7

-cos()72-cos(π

πππ++=1

(2) =

)(ο1tg 1+)(ο2tg 1+)(ο

3tg 1+)]145(tg 1[οοΛ-+ =)(ο

1tg 1+)(ο

2tg 1+

(ο

3tg 1+ =2

)(ο2tg 1+)(ο3tg 1+1(Λ+ (3) =++2)240cos 1(

ο++2

)280cos 1(ο++2)2120cos 1(ο2)2160cos 1(ο+ =+++

++++2

80cos 1)160cos 120cos 80cos 40(cos 24[41οο

οοο

2

160cos 1ο++++2240cos 1ο]2320cos 1ο

+ =++

++++2

80cos )160cos 120cos 80cos 40(cos 26[41οο

οοο 2160cos ο++2240cos ο]2

320cos ο

=]40cos 2120cos 80cos )20cos 2180cos 40(cos 412[81οοοοο

ο+--+--

++

=]2

5)20cos 80cos 40(cos 512[81--++ο

οο

=16

19

)20cos 20cos 2120cos 2(8516523=-+-οοο。

(4) =2

1[οο40cos cos120++++ο

ο80cos cos240]20cos1cos200οο+ =

21[-+οο40cos cos60--+ο

ο80cos cos60]0cos6cos20οο- =)20cos 80cos 40cos (-3cos602

1ο

οοο-++

=)20cos 80cos 40(cos 2

143ο

οο-++-

=.4

3

)20cos 20cos 2120cos

2(2143-=-+-οοο 29证明:.0sin sin sin cos cos cos =++=++γβαγβαΘ .0)sin sin sin (cos cos cos =+++++∴γβαγβαi 即+α

i e +βi e 0=γi e

则+α

i e (=3)βi e 即,)(3γi e -i i i i i e e e e e γββαβαα33)2()2(333-=+++++

则=++i i i

e e e

γβα333i i i i e e e e )()(3)(3γβαβαβα+++-=+-

由复数相等的性质可得);cos(3cos3cos3cos3γβαγβα++=++ ).sin(3sin3sin3sin3γβαγβα++=++ 30证明:,π=++arctgz arctgy arctgx Θ arctgz -=+∴πarctgy arctgx 即)(arctgy)arctgx (arctgz tg tg -=+π,则z z

z

xy y x -=?+-=-+0101

即证得xyz.z y x =++

31.(1)x 1x 1argtg

argtgx +-+(1x ≠); (2) ).32(cos )3

1

arctg 2sin(arctag + 解:(1)111111)x 1x 1argtg

tg(argtgx =+--+-+

=+-+x

x x

x x x ,则.43-4x 1x 1argtg argtgx ππ或=+-+ (2)2)32(cos )31arctg 2sin(=+arctag )32(cos )3

1

cos()31sin(arctg arctag arctg +

=

13

13

53+

32证明:(1) +=+)17

8cos(arcsin )53sin(arcsin )178arcsin 5

3sin(arcsin )178sin(arcsin )53cos(arcsin =8577

178********=

?+? 又由于,353arcsin 6ππ<<,6178arcsin 0π<<

则.2178arcsin 53arcsin 6ππ<+< 又,所以28577arcsin 6ππ<<.85

77arcsin 178arcsin 53arcsin =+ (2) -=+)1312

cos(arccos )54cos(arccos )1312arccos 54cos(arccos

)1312sin(arccos )54sin(arccos =.65

33

135********=?-?

又由于,354arccos 6ππ<<,61312arccos 0π<<

则.21312arccos 54arccos 6ππ<+< 又,所以26533arccos 6ππ<<.65

33cos 1312cos 54cos arc arc arc =+ (3)

10115121)51ctg 21tg (-+=+ar arc tg .97811811)81=+-

=

-arctg 又由于,4210π<

则,251210π

<+

又.28140ππ<-

81arctg 51ctg 21tg π=++ar arc 所以

(4).11

)4-tg (n m n m n

m n m n m arc tg +-=+

-=π而.)tg(n m n

m n m n m arctg +-=+- 当时n m ≥由于,4

40π

π<-≤n m arctg

又.40π<+-≤n m n m arctg

所以;)n (m,4

n m n -m ctg n m tg 同号π

=+-ar arc (5)++=+-)3

21

6cos(arccos )32cos(arccos )3216arccos 3

2cos(arccos

)3

21

6sin(arccos

)3

2sin(arccos +=.23

由于2

3

216arccos

3

2arccos

<

+-<,又2

6

π

<

<

.

.21312arccos 54arccos 6ππ

<+<所以;63

216cos 32cos π

=+-arc arc (6) .34

5

354

)5

4sin (==arc tg

而3

4)

3

1

2(1)3

1

2cot()3122tg(

=

==-arctg tg arctg arctg π

又由于,254arcsin

0π<<而,231220ππ<-

31tg 254sin π

=+arc arc

习题三

1解:(1

)由2

AE AB AE AD =?=得.2)(22

r

x r AE r -=- 则)20.(2422

r x r x x r x AB CD y <<-+=++= (2) .5.5)(1

24max 22r y r x r r x r

r x x r y ==+--=-+=时,当 2证明:(1)令时,0n m ==).0()0()0(f f f =即或者0f(0)=1;f(0)=

当时0f(0)=0)0()()(==f m f m f ,又当时0m ≠f(0).f(m)≠则 1.f(0)=

(2)时,

,当0n n m >-=即,1)()()(=-=+-n f n f n n f )

(1

)(n f n f -= 则)(1)(x f x f -=

;又当,则时1

f(x ),0x >>1)

(1

>-x f ,即1)(0<-

由此得;0;1)(001)(0;1)(??

?

??<<<==>>x x f x x f x x f ; 则对于任意.0f(x )R,x >∈均有

3答:(1)是;(2)不是

4解:(1)由}45,088|{01||8

0||0

54≠≠≤≤-???

?

???

≥-≠≠-x x x x x x x 且得:.

(2) 由}132|{1

120120

23≠>??

?

??≠->->-x x x x x x 且得:

(3) 由].1,22()22,1[001log 0

)1(log log 222225.0?--∈??

?

?

?>>+≥+x x x x 得: (4) 由}.8log 25|{0)39lg(0390

|2|73≠<≤-??

???≠->-≥--x x x x x x

且得:

(5) |{0)

3

1

(11

2≥≥--x x x 得:由(6) 由.)25,1[0

0250

lg ∈??

?

??>>-≥x x x x 得:

(7) }.12

1

|{1212

≤≤-

≤-≤-x x x x 得:由 (8) 由]2,51

(0

15111∈??

?>-≤-≤-x x x 得:

(9) 由}2,1,0,22|{0

sin 101sin Λ±±=+=??

?≥-≥-k k x x x x ππ

得:

(10)由得:

03cos >x }2,1,0,3

26326|{Λ±±=+<<+

-k k x k x π

πππ

5. (1)解:}.121211|{4112≤≤-≤≤-≤≤x x x x

或得:由

(2)解:}.40|{22≤≤≤≤-x x x 得:由

(3) 解:}.1010|{3lg 2

1

3≤≤≤≤x x x 得:由

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