不等式性质验证:下述两个不等式是否成立?
Hey,咱们来拆解这两个不等式的成立情况,一个个说清楚:
不等式1:A+B ≤ C+D 是否成立?
答案是肯定成立。
咱用实数的基本性质就能推导明白:
已知 (A \leq C),移项可得 (C - A \geq 0);同理 (B \leq D) 可得 (D - B \geq 0)。
把这两个非负的式子加起来:((C - A) + (D - B) \geq 0),整理后就是 ((C + D) - (A + B) \geq 0),也就是 (A + B \leq C + D)。
举几个不同场景的例子验证:
- 全正数:A=2,B=3,C=5,D=4,2+3=5 ≤ 5+4=9,成立;
- 全负数:A=-4,B=-2,C=-1,D=0,-4+(-2)=-6 ≤ -1+0=-1,成立;
- 正负混合:A=-3,B=1,C=2,D=4,-3+1=-2 ≤ 2+4=6,成立。
不等式2:AB ≤ CD 是否成立?
答案是不一定成立,反例一抓一大把。
题目只限定了A、C≥0,A≤C,以及B≤D,但没约束B、D的正负,这就是关键漏洞。比如咱们找一组数:
A=1,C=2(满足A≤C且A、C≥0),B=-5,D=-3(满足B≤D,因为-5 < -3)。
计算结果:AB=1*(-5)=-5,CD=2*(-3)=-6。这时候-5 > -6,也就是AB > CD,直接推翻了这个不等式。
再换一组验证:A=0,C=3,B=-10,D=-1,AB=0*(-10)=0,CD=3*(-1)=-3,0 > -3,同样不满足AB≤CD。
为啥会这样?因为当B、D是负数时,B≤D意味着D的绝对值更小,而A≤C都是非负数,相乘之后,绝对值大的负数反而更小,所以就出现了AB比CD大的情况。只有当B、D也都是非负数的时候,这个不等式才会成立,但题目没给这个条件,所以整体不成立。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Stephen Lasky
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