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)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。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ab,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ab时,由乘法单调性知acbc. 当ab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

(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,1aab由得,ba,,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

11n21n21babbbaaa1n21n2111n21bbbbbbbabaaa)()()(

0bbbbbababa-ba1n21n11n2112)()()(

nn332211babababa 即1-nnn1-n1nn1baba,baba,

nnn21n21babbbaaann21n21nnn21bbbbbbbabaaa)()()(

0bbbbbababa-bann211-nnn1-n1nn1)()()(

方法二:设p,ba11q,bann则由p=nn332211babababa=q得,

pba11, pba22,pbann;

qba11, qba22,qbann;

则n21n21bbbpbpbpbn21n21bbbaaa

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bpcapdpbcaddcxbaxS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(axdcxbaxS2dcdxbdadxbc.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