初等数学研究答案第一章到第六章[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)AB
(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。a=b,M11b1a,
假设bcacMc,即,则Mccbbbcaacca,
由归纳公理知M=N,所以命题对任意自然数c成立。
(2)若ab,则bckcacbc,k)c(a)1(bkaNk即,,由,使得
则ac
(3)若a>b,则acmcbcac,m)c(b)1(ambNm即,,由,使得
则ac>bc。
3证明:(1)用反证法:若bab,aba或者,则由三分性知。当ab时,由乘法单调性知acbc. 当ab时,由乘法单调性知ac
(2)用反证法:若bab,aba或者,则由三分性知不小于。当ab时,由乘法单调性知acbc. 当a=b时,由乘法单调性知ac=bc.这与ac
(3)用反证法:若bab,aba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9181n154n
假设当n=k时的倍数。是91k154k
则当n=k+1时的倍数。是)()(918k451k154411k154k1k
则对Nn,1n154n是9的倍数.
6证明:当1n时,141=3,n21n21=3;则当1n时成立。
假设当kn时成立,即(141)(941)(2541)……… (21k241)()=k21k21
当1kn时,(141)(941)(2541)……… (21k241)()(21k241)()
=k21k21(21k241)()=)()(1k211k21k21k23
当1kn时成立。
7解:(1)01x3x132,则,
(2)3311,
131313An2nn2nnn2n2n2n
131311n11nnn)()(
133131n1nnn;n1nAA3
(3)当n=1时,1013A333的倍数。是10
假设当n=k时13A3k3k3k的倍数。是10
则当n=k+1时
131313A33k33k3k33k33k31k31k31k3)()()()()( k333k3k1013
则对Nn,n3A是10的倍数.
8证明:;,,则,,使得,;,larlckaqkbarcaqbZrqc|ab|a
。;)(lckb|aalrkqlckb
9证明:假设存在b,使得,1aab由得,ba,,使得kabNk
若,则1k;1ab若,则1k;即1akab;1ab
因此.1a是不可能的b
10证明:);,,,,,,(,,设*321321332211ZqqqZppppqcpqbpqa
则a(bc)=321321332211ppp)qqqpqpqpq)(()()()(321321pppqqqa(bc)pqpqpq332211)(
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nn332211babababa 即n11n2112baba,baba
11n21n21babbbaaa1n21n2111n21bbbbbbbabaaa)()()(
0bbbbbababa-ba1n21n11n2112)()()(
nn332211babababa 即1-nnn1-n1nn1baba,baba,
nnn21n21babbbaaann21n21nnn21bbbbbbbabaaa)()()(
0bbbbbababa-bann211-nnn1-n1nn1)()()(
方法二:设p,ba11q,bann则由p=nn332211babababa=q得,
pba11, pba22,pbann;
qba11, qba22,qbann;
则n21n21bbbpbpbpbn21n21bbbaaa
即q.bbbaaapn21n21则.babbbaaabannn21n2111\
13.(1);109.16.5003105.1102.16.50031053.1102.143434
(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(33
14 解:5.046308.0%02.04.2315|a|
则它的有效数字的个数为4。
15 解:551.45511.47321.11416.3232
16 证明:方法一:dcxbaxS是有理数,则其不包含x;
dcxkdbxdcxkcakdcxkdbxkcadcxkdcxbaxS)()(又
。;即,bcadkdbkca
,代入,,则;令其为bpcapdpbcaddcxbaxS得,
为有理数。pabapxbpbaxdcxbaxS
方法二:dcxbaxS是有理数,则dcxbaxSZ,nm,使得=.nm;
bn.-dmcm)x-(and)m(cxb)n(ax,即则bc.ad;bndmmcan,xQdcba*即则是无理数,,,,又由于
又;d)d(cxb)d(axdcxbaxS2dcdxbdadxbc.ad
则.)(d)b(cxd)d(cxb)d(axdcxbaxS2dbdcxddcdxbdadx
dcxbaxS是有理数
17 证明:cdcdcdba,dbca
则若。时,cdba
若b-acdb-ac-dcdba时由得b-ab-ac-dd2;
即无理数等于有理数矛盾,则。cd
18解:(1)1n2n4534231nn433221;
并且时并且当n;01n21nn1n2n01n21nn1n2n
此序列为退缩有理闭区间序列,且它所确定的实数为1.
(2)1n14131210000;
并且时并且当n;01n101n101n101n1
此序列为退缩有理闭区间序列,且它所确定的实数为0.
(3)11112n1-2n654321;
并且时并且当n;02n12n1-2n102n12n1-2n1
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k3n,3k2i31)(;)(22i313k
当时1k3n,13k2i31)(;)(12i3113k
当时2k3n,23k2i31)(;)(12i3123k
21 解:Z=72i31)(=1)6isin6(cos17)67isin67(cos=i21231
则|Z|=22263241)23-(12;则.23arctan2)(
22 解:|z|=1,,则令isincosz
1zz2=)isin-sin(2coscoscos22