初等数学研究答案1

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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a

乘法单调性知acbc 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 154k 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-)……… (21k 241)(--)=k

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

(+-) =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=-=---ββαα,Θ

13

1313A n

2n n 2n n

n 2

n 2n 2n ββααβαβα+--+-=-=∴+++++ 13

1311n 11n n

n )

()(-+-+---+-=βββαααβα 133131

n 1n n

n ++-+-=βαβα;n 1n A A 3+=+

(3)当n=1时,1013A 3

33=-=βα的倍数。是10

假设当n=k 时13A 3k 3k 3k βα-=

的倍数。是10

则当n=k+1时 131313

A 33k 33k 3k 33k 33k 31k 31k 31k 3)()()()()(βαβαβαββααβα-+-=⋅-⋅=-=+++ k 333k

3k 1013βαβα+-=

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

+

32211Z q q q Z p p p p q c p q b p q a ∈∈=== 则a(bc)=

==⋅321321332211p 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 332211=⋅=)( 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Θn

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 ΛΛ1

n 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 Θn

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; 则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);109.16.5003105.1102.16.50031053.1102.143434

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