14. 有一个数学游戏,如图,一个实数从$A$、$B$、$C$三个位置中任选一个位置出发,按照通道内标注的要求进行运算后到下一个位置. 例如:将$3按照B\to C$(或$C\to B$)的顺序进行运算,是将$3$经过“乘以$-2$”的运算得出结果$-6$.
(1)将$-2按照A\to B\to C\to A$的顺序进行运算,列出算式并求出运算结果;
(2)将一个大于$3的数按照A\to C\to B\to A$的顺序进行运算,发现运算结果总小于$1$. 请验证这个结论.

(1)将$-2按照A\to B\to C\to A$的顺序进行运算,列出算式并求出运算结果;
(2)将一个大于$3的数按照A\to C\to B\to A$的顺序进行运算,发现运算结果总小于$1$. 请验证这个结论.
答案
1. (1)
解:
按照$A\to B\to C\to A$的顺序进行运算。
从$A$到$B$:$-2$经过“加上$1$”的运算,得到$-2 + 1$;
从$B$到$C$:$(-2 + 1)$经过“乘以$-2$”的运算,得到$(-2 + 1)×(-2)$;
从$C$到$A$:$(-2 + 1)×(-2)$经过“减去$3$”的运算。
列出算式为$(-2 + 1)×(-2)-3$。
先算括号内:$-2 + 1=-1$;
再算乘法:$(-1)×(-2)=2$;
最后算减法:$2-3=-1$。
2. (2)
解:
设这个大于$3$的数为$x$($x\gt3$)。
按照$A\to C\to B\to A$的顺序进行运算。
从$A$到$C$:$x$经过“减去$3$”的运算,得到$x - 3$;
从$C$到$B$:$(x - 3)$经过“乘以$-2$”的运算,得到$(x - 3)×(-2)=-2x + 6$;
从$B$到$A$:$(-2x + 6)$经过“加上$1$”的运算,得到$-2x+6 + 1=-2x + 7$。
因为$x\gt3$,不等式两边同时乘以$-2$,不等号方向改变,得$-2x\lt-6$;
不等式两边同时加$7$,得$-2x + 7\lt-6 + 7$,即$-2x + 7\lt1$。
综上,(1)的运算结果为$-1$;(2)验证成立。
解:
按照$A\to B\to C\to A$的顺序进行运算。
从$A$到$B$:$-2$经过“加上$1$”的运算,得到$-2 + 1$;
从$B$到$C$:$(-2 + 1)$经过“乘以$-2$”的运算,得到$(-2 + 1)×(-2)$;
从$C$到$A$:$(-2 + 1)×(-2)$经过“减去$3$”的运算。
列出算式为$(-2 + 1)×(-2)-3$。
先算括号内:$-2 + 1=-1$;
再算乘法:$(-1)×(-2)=2$;
最后算减法:$2-3=-1$。
2. (2)
解:
设这个大于$3$的数为$x$($x\gt3$)。
按照$A\to C\to B\to A$的顺序进行运算。
从$A$到$C$:$x$经过“减去$3$”的运算,得到$x - 3$;
从$C$到$B$:$(x - 3)$经过“乘以$-2$”的运算,得到$(x - 3)×(-2)=-2x + 6$;
从$B$到$A$:$(-2x + 6)$经过“加上$1$”的运算,得到$-2x+6 + 1=-2x + 7$。
因为$x\gt3$,不等式两边同时乘以$-2$,不等号方向改变,得$-2x\lt-6$;
不等式两边同时加$7$,得$-2x + 7\lt-6 + 7$,即$-2x + 7\lt1$。
综上,(1)的运算结果为$-1$;(2)验证成立。
15. 【阅读感悟】
代数证明题是数学中常见的一种题型,它要求运用逻辑推理和代数知识来证明某个数学命题的正确性,如下例题.
例:已知实数$m$、$n满足m > n > 0$,证明$m^{2} > n^{2}$.
证明:$\because m > n且m$,$n$均为正,
$\therefore m^{2} >$____,$mn >$____(不等式的两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变).
$\therefore m^{2} > n^{2}$(不等关系具有传递性).
【解决问题】
(1)请将上面的证明过程填写完整;
(2)证明:若$x < y$,则$\frac{x + 2y}{3} < y$.
代数证明题是数学中常见的一种题型,它要求运用逻辑推理和代数知识来证明某个数学命题的正确性,如下例题.
例:已知实数$m$、$n满足m > n > 0$,证明$m^{2} > n^{2}$.
证明:$\because m > n且m$,$n$均为正,
$\therefore m^{2} >$____,$mn >$____(不等式的两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变).
$\therefore m^{2} > n^{2}$(不等关系具有传递性).
【解决问题】
(1)请将上面的证明过程填写完整;
(2)证明:若$x < y$,则$\frac{x + 2y}{3} < y$.
答案
$(1)$ 填写证明过程
已知$m\gt n$且$m$,$n$均为正,根据不等式的两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变:
不等式$m\gt n$两边同时乘以$m$,得到$m^{2}\gt mn$;
不等式$m\gt n$两边同时乘以$n$,得到$mn\gt n^{2}$。
故横线处依次填$mn$、$n^{2}$。
$(2)$ 证明$\frac{x + 2y}{3} \lt y$
解:
已知$x\lt y$,
不等式两边同时加上$2y$,根据不等式的两边都加上同一个数,不等号的方向不变,可得$x + 2y\lt y+ 2y$,即$x + 2y\lt 3y$。
不等式$x + 2y\lt 3y$两边同时除以$3$,根据不等式的两边都除以同一个正数,不等号的方向不变,可得$\frac{x + 2y}{3} \lt \frac{3y}{3}$,即$\frac{x + 2y}{3} \lt y$。
综上,$(1)$答案依次为$\boldsymbol{mn}$、$\boldsymbol{n^{2}}$;$(2)$证明如上。
已知$m\gt n$且$m$,$n$均为正,根据不等式的两边都乘以同一个正数,不等号的方向不变:
不等式$m\gt n$两边同时乘以$m$,得到$m^{2}\gt mn$;
不等式$m\gt n$两边同时乘以$n$,得到$mn\gt n^{2}$。
故横线处依次填$mn$、$n^{2}$。
$(2)$ 证明$\frac{x + 2y}{3} \lt y$
解:
已知$x\lt y$,
不等式两边同时加上$2y$,根据不等式的两边都加上同一个数,不等号的方向不变,可得$x + 2y\lt y+ 2y$,即$x + 2y\lt 3y$。
不等式$x + 2y\lt 3y$两边同时除以$3$,根据不等式的两边都除以同一个正数,不等号的方向不变,可得$\frac{x + 2y}{3} \lt \frac{3y}{3}$,即$\frac{x + 2y}{3} \lt y$。
综上,$(1)$答案依次为$\boldsymbol{mn}$、$\boldsymbol{n^{2}}$;$(2)$证明如上。
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