每日一题[867]“存在”的反面

已知$a_1,a_2,\cdots,a_{10}$为大于零的正实数,且$${a_1} + {a_2} + \cdots + {a_{10}} = 30,{a_1}{a_2} \cdots {a_{10}} < 21,$$求证:$a_1,a_2,\cdots,a_{10}$中必有一个数在$(0,1)$之间.


cover

分析与解 用反证法,假设$\forall {a_i}\left( {i = 1,2, \cdots ,10} \right)$, ${a_i} \geqslant 1$.

令${a_i} = 1 + {b_i}\left( {i = 1,2, \cdots ,10} \right)$,则${b_i} \geqslant 0$,且${b_1} + {b_2} + \cdots + {b_{10}} = 20$.
所以\[\begin{split}{a_1}{a_2} \cdots {a_{10}}& = \left( {1 + {b_1}} \right)\left( {1 + {b_2}} \right) \cdots \left( {1 + {b_{10}}} \right)\\&= 1 + {b_1} + {b_2} + \cdots + {b_{10}} + {b_1}{b_2} + {b_2}{b_3} + \cdots \\& = 21 + {b_1}{b_2} + {b_2}{b_3} + \cdots \\&\geqslant 21\end{split}\]与${a_1}{a_2} \cdots {a_{10}} < 21$矛盾.

所以$ \exists {a_i}\left( {i = 1,2, \cdots ,10} \right)$,使$0<{a_i} < 1$.

 事实上,不需要$a_i$是正实数的条件就可以证明存在一个数$a_i$小于$1$.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复