猫猫题

T1

证明:整系数多项式(f(x))(g(x))相等的充要条件是(f(t) = g(t)),其中(t)是大于(f(x), g(x))的所有系数的绝对值2倍的某一整数。


不妨设(f(x) = sum^n_{i=0} a_i x^i)(g(x) = sum^n_{i=0} b_i x^i),其中(n = max(deg f(x), deg g(x))),则(f(x) - g(x) = sum^n_{i=0} (a_i - b_i) x^i)

必要性显然,考虑充分性


法一:

注意到由于(f(t) - g(t) = 0),故(a_0 - b_0 = t(sum^{n - 1}_{i= 0} (a_{i + 1} - b_{i + 1}) t^i)),即(t | a_0 - b_0)

(a_0 - b_0 leq |a_0| + |b_0| < t),因此只能有(a_0 = b_0)

而由于(a_0 = b_0)(t eq 0),故(sum^{n - 1}_{i = 0} (a_{i + 1} - b_{i + 1})t^i = 0),即(a_1 - b_1 = t(sum^{n - 2}_{i= 0} (a_{i + 2} - b_{i + 2}) t^i))

同样的有(a_1 = b_1),依次类推,有(f(x) = g(x))


法二:

先证引理,若(|a| > |b|),则(a + b eq 0)

考虑反证,若(a + b = 0),则(a^2 - b^2 = 0),即(|a| = |b|),矛盾,故引理得证

不妨设(a_n eq b_n),则(|a_n - b_n| geq 1),则(|a_n - b_n|t^n geq t^n)

而注意到(|sum_{i=0}^{n - 1} (a_i - b_i)t^i| leq sum (|a_i| + |b_i|)t^i leq sum (t-1)t^i = t^n - 1)

因此(|a_n - b_n|t^n > |sum_{i=0}^{n- 1} (a_i - b_i) t^i|),依据引理有(f(t) - g(t) eq 0),矛盾,因此(a_n = b_n)

再假设(a_{n - 1} eq b_{n - 1}),仍能导出(f(t) - g(t) eq 0),因此(a_{n - 1} = b_{n - 1})

依次类推,(f(x) = g(x))


T2

证明:((a+b)^p geq a^p + b^p(a, b > 0, p>1))


注意到:((a+b)^p = (a+b)(a+b)^{p-1} = a(a+b)^{p-1} + b(a+b)^{p-1} geq a^p + b^p)


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