如何证明对任意实数x,y,max(x,y)与min(x,y)的绝对值表达式?
嘿,别发愁,这个证明其实核心就是利用绝对值的定义分情况讨论,你已经懂了绝对值的分段定义,那咱们一步步拆解就很简单了!
我们根据$x$和$y$的大小关系分两种情况:
情况1:$x \geq y$
此时根据绝对值定义,$|x - y| = x - y$(因为$x - y \geq 0$)。把它代入右边的式子:
$$
\frac{x + y + (x - y)}{2} = \frac{x + y + x - y}{2} = \frac{2x}{2} = x
$$
而当$x \geq y$时,$\max(x, y) = x$,两边相等,成立。
情况2:$x < y$
这时候$x - y < 0$,根据绝对值定义,$|x - y| = -(x - y) = y - x$。代入右边式子:
$$
\frac{x + y + (y - x)}{2} = \frac{x + y + y - x}{2} = \frac{2y}{2} = y
$$
而当$x < y$时,$\max(x, y) = y$,两边也相等,成立。
两种情况都验证通过,所以$\max(x, y) = \frac{x + y + |x - y|}{2}$对所有实数$x,y$都成立。
同样分两种情况讨论:
情况1:$x \geq y$
此时$|x - y| = x - y$,代入右边式子:
$$
\frac{x + y - (x - y)}{2} = \frac{x + y - x + y}{2} = \frac{2y}{2} = y
$$
当$x \geq y$时,$\min(x, y) = y$,两边相等,成立。
情况2:$x < y$
此时$|x - y| = y - x$,代入右边式子:
$$
\frac{x + y - (y - x)}{2} = \frac{x + y - y + x}{2} = \frac{2x}{2} = x
$$
当$x < y$时,$\min(x, y) = x$,两边相等,成立。
同样两种情况都符合,所以$\min(x, y) = \frac{x + y - |x - y|}{2}$对所有实数$x,y$也成立。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Preston Garvey

