一道实数的题,设a,b都是正实数,且a≠√2b(1)证明√2必须在a/b和a+2b/a+b之间;(2)试说明这两个数中,
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(1)证明:

假设a>√2b,因a、b为正实数,则a/b>√2

则a+b>√2b+b

(a+b)/b>(√2b+b)/b

(a+b)/b>√2+1

b/(a+b)<1/(√2+1)

b/(a+b)<√2-1

b/(a+b)+1<√2-1+1

(a+2b)/(a+b)<√2

所以(a+2b)/(a+b)<√2<a/b

假设a<√2b,则a/b<√2

a+b<√2b+b

(a+b)/b<(√2b+b)/b

(a+b)/b<√2+1

b/(a+b)>1/(√2+1)

b/(a+b)>√2-1

b/(a+b)+1>√2-1+1

a+2b/(a+b)>√2

所以a/b<√2<(a+2b)/(a+b)

当a≠√2b ,无论a>√2b,还是a<√2b

√2都在a/b和(a+2b)/(a+b)之间,证明完毕

(2)说明

要说明a/b和(a+2b)/(a+b)两个数哪个更加接近√2,只需说明两个数与√2差的绝对值,绝对值小的更加接近

如果a>√2b,则(a+2b)/(a+b)<√2<a/b

设m为(a+2b)/(a+b)与√2的差绝对值,则

m=√2-(a+2b)/(a+b)

设n为√2与a/b的差的绝对值,则n=a/b-√2

m-n=(a+2b)/(a+b)-a/b

=(2b^2-a^2)/(ab+b^2)

前面假设的是a>√2b,所以a^2>2b^2,又因为a、b为正实数

所以(2b^2-a^2)/(ab+b^2)<0

m-n<0,所以m<n,也就是√2-(a+2b)/(a+b)的绝对值小,所以(a+2b)/(a+b)更接近√2.

同理a<√2b时,也能证明(a+2b)/(a+b)更接近√2.说明完毕