解答题如果正实数a,b满足ab=ba.且a<1,证明a=b.
网友回答
证一:由ab=ba,得blna=alnb,从而
考虑函数,它的导数是
因为在(0,1)内f'(x)>0,所以f(x)在(0,1)内是增函数
由于0<a<1,b>0,所以ab<1,从而ba=ab<1.由ba<1及a>0,
可推出b<1.
由0<a<1,0<b<1,假如a≠b,
则根据f(x)在(0,1)内是增函数,
得f(a)≠f(b),即,
从而ab≠ba这与ab=ba矛盾
所以a=b
证二:因为0<a<1,ab=ba,
所以blogaa=alogab,即
假如a<b,则,但因a<1,
根据对数函数的性质,
得矛盾
所以a不能小于b
假如a>b,则,而logab>1,这也与矛盾
所以a不能大于b,因此a=b
证三:假如a<b,则可设b=a+ε,其中ε>0
由于0<a<1,ε>0,
根据幂函数或指数函数的性质,得aε<1和,
所以,
即ab<ba.这与ab=ba矛盾,所以a不能小于b
假如b<a,则b<a<1,可设a=b+ε,其中ε>0,同上可证得ab<ba.
这于ab=ba矛盾,所以a不能大于b
因此a=b解析分析:这道题可以有三种不同的证明方法.证法一的思路:由ab=ba,得blna=alnb,从而,考虑函数,它的导数是然后根据函数的单调性用反证法进行证明.证法二的思路是因为0<a<1,ab=ba,所以blogaa=alogab,即.然后根据对数函数的性质用反证法进行证明.证法三的思路是假如a<b,则可设b=a+ε,其中ε>0由于0<a<1,ε>0,根据幂函数或指数函数的性质用反证法进行证明.点评:反证法是证明的一种重要方法,一题多证、举一反三能够有效地提高我们的证明能力.