绝对值
对于实数u,绝对值|u|是从u到原点0的距离。还有其他看起来更正式的定义,但这一个在解决各种各样的问题时非常方便。对于两个实数u和v,|u-v型|是实线上u和v之间的距离。实际上,想象一下拖动整条实线,使v与0重合。这只是v的偏移,不会改变点之间的距离。将u点拖入u-v型而v,正如我们所同意的,为0。现在可以看出u-v型和0,即|u-v |,就是u和v之间的距离。
作为此定义实用性的一个示例,让我们求解此等式:
|x-2 |=5。
在不涉及任何代数的情况下,我们正在寻找一个或多个与2的距离为5的点。看看数字行:
距离2只有两个点。2左边的一是-3。右边的一个是7。
所以,对于任意两个实数u和v,|u-v|是u和v在数线上的距离。好吧,什么是|2 + 5|.现在2 + 5 = 7,当然,7是从7到0的距离,也就是7。你可能会猜到这并不是我想要的。但那是什么?让我们看看。0是7的7个单位。向左看,6个单元中的7个是什么-1,对吗?这意味着|6-(-1)|=7。这是真的,因为6 - (-1) = 6 + 1 = 7.以这种方式继续:
| |6 - (-1)| | = 7, |
| |5 - (-2)| | = 7, |
| |4 - (-3)| | = 7, |
| |3 - (-4)| | = 7, |
| |2 - (-5)| | = 7. |
后者表示7=|2-(-5)|=|2+5|,并表示|2+5|=7可以说广播了一个事实,即2和-5在数字行上的距离为7。因此(从上面第二行开始)是5和-2。在绝对值标记内,我们可以更改标记。这是因为距离是一个对称函数:从一点到另一点的距离等于从第二点到第一点的距离。这意味着|u-v |=| v-u|或者,这是相同的,|w|=|-w|。
让我们来解决一个不等式
|x-2 |<| x-4 |。
这里我们寻找的是接近2而不是接近4的点x。同样,如果您在数字行上进行检查,答案会立即出现:x<3。3是2和4之间的中点,因此将接近2的点与接近4的点分开。
形式上,对于u≥0,|u|=u,对于u<0,|u|=-u。如果你对最后一部分感到惊讶(|u|=-u对于负u),记住在数字前面加一个减号意味着将数字乘以-1,这会改变它的符号。因此,对于负u,-u是正的,当然与0的距离与u本身的距离相同。所以再一次,|u|=|-u|。
现在,让我们尝试使用形式化定义来解决我们的示例。
示例1
解决
|x-2 |=5。
解决方案
绝对值的(形式)定义由两部分组成:一部分用于正数和零,另一部分用于负数。所以首先假设x-2≥0。在这种情况下,5=|x-2 |=x-2。两边加2等于x=7。现在,我们必须检查定义的第二部分。所以假设x-2<0。在这种情况下,5=|x-2|=-(x-2),或5=2-x。两边加上x,减去5即为x=2-5=-3。正如我们已经知道的那样,-3和7的距离是5比2。
示例2
|x-2 |<| x-4 |。
解决方案
就距离而言,这个问题无关紧要:哪些点更接近2而不是4?2和4之间的中间点是3。3左边的任何值都接近2而不是4。解决方案:x<3。从形式上讲,我们必须考虑4种情况:
- x-2<0,x-4<0,
- x-2≥0,x-4<0,
- x-2≥0,x-4≥0。
- x-2<0,x-4≥0,
然而,最后一个显然是不可能的,因为总是x-2<x-4。因此,我们需要考虑前三种情况。两种情况的区别在于绝对值定义的哪一部分适用于哪种情况:
x-2<0,x-4<0
2-x<4-x。这是正确的,但是无菌的。它没有提供有助于确定x的有用信息。
x-2<4-x。
从这里开始2x<6或x<3。
x-2<x-4。
这也没用。所以我们只剩下案例2中的一个不等式:x<3,我们知道这是真的。
绝对值有几个属性,其中一些是我们前面遇到过的(我将省略每个属性前面应该重复的“for all”表达式):
|u|≥0且仅u=0的u|=0。
|u|=|-u|。
|u+v|≤|u|+|v|,并且只有当u和v具有相同符号时才实现相等。
|uv=uv。
如果v≠0,|u/v|=|u|/|v|。
|u-v|≤u-w+w-v|。
|u|<v等于-v≤u≤v,对于正v。
||u|-v||≤u-v|。
√u²=|u|。
为了证明#3,我们需要考虑四种情况,其中u和v分别为正值和负值,否则就很简单了#7只告诉我们到0的距离小于v的点在哪里:它们位于-v和v之间。
#6在#3之后。事实上,为了避免混淆,将后者改写为,|x+y|≤|x|+|y|,然后将x和y替换为u-w型和w-v,分别是。当(u-w)和(w-v)具有相同的符号时,等式成立。只有当w位于u和v之间时,才会发生这种情况。
#8在#6和#7之后。与我们刚才所做的变量更改类似,|u|≤|v|+|u-v|以便|u|-v|≤u-v|。交换u和v,|v|-|u|≤|v-u|=|u-v|。改变标志可以|u|-v|≥-u-v|。现在我们只需应用#7即可获得#8。
#8告诉我们函数f(x)=|x|是连续的实际上是一致连续的。
绝对值
|活动|
|联系人|
|首页|
|目录|
|几何图形|
版权所有©1996-2018亚历山大·博戈莫尼