方企勤 第一章 分析基础 第1题

教材习题

📝 题目

例 1 设 $a \leq c \leq b$ ,求证: $\displaystyle{\left| c\right| \leq \max \{ \left| a\right| ,\left| b\right| \}}$ .

💡 答案解析

证法 1

$$ \max \{ \left| a\right| ,\left| b\right| \} \geq \left| b\right| \geq b \geq c, \tag{1.1} $$

$$ - \max \{ \left| a\right| ,\left| b\right| \} \leq - \left| a\right| \leq a \leq c. \tag{1.2} $$

联合 (1.1) 与 (1.2) 即得 $\displaystyle{\left| c\right| \leq \max \{ \left| a\right| ,\left| b\right| \}}$ .

证法 2 分 $c \geq 0$ 和 $c < 0$ 两种情况考虑. 当 $c \geq 0$ 时,

$$ c \leq b \Rightarrow \left| c\right| \leq \left| b\right| \leq \max \{ \left| a\right| ,\left| b\right| \} ; $$

当 $c < 0$ 时, $\displaystyle{0 \leq - c \leq - a \Rightarrow \left| c\right| \leq \left| a\right| \leq \max \{ \left| a\right| ,\left| b\right| \}}$ .

📋 详细解题步骤

步骤 1/2
目标:证明不等式 |c| ≤ max{|a|,|b|}
证法1:利用不等式链。由c ≤ b,得max{|a|,|b|} ≥ |b| ≥ b ≥ c;由c ≥ a,得-max{|a|,|b|} ≤ -|a| ≤ a ≤ c。联合两式即得|c| ≤ max{|a|,|b|}。
公式:max{|a|,|b|} ≥ |b| ≥ b ≥ c 和 -max{|a|,|b|} ≤ -|a| ≤ a ≤ c
提示:注意绝对值的性质:|b| ≥ b 且 -|a| ≤ a。
步骤 2/2
目标:证法2:分类讨论
当c ≥ 0时,由c ≤ b得|c| = c ≤ b ≤ |b| ≤ max{|a|,|b|};当c < 0时,由c ≥ a得-c ≤ -a,即|c| = -c ≤ -a ≤ |a| ≤ max{|a|,|b|}。
公式:c ≥ 0时:|c| ≤ |b| ≤ max{|a|,|b|};c < 0时:|c| ≤ |a| ≤ max{|a|,|b|}
提示:分类讨论时注意c的符号,利用c与a,b的大小关系。

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