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Algebra · real student question

已知 a 与 b 的大小关系,在 4a - 3 与 4b - 3 之间填上正确的不等号。

Question

比较

4a−3<‾4b−34a - 3 \quad \underline{\phantom{<}} \quad 4b - 3

并根据 aa 与 bb 的大小关系说明应该填哪个符号。

Step-by-step solution

  1. 先看清对 a 和 b 做了哪两步运算。 两个表达式都是先乘以 44,再减去 33。这两步都要拿不等式的性质逐一检验。

  2. 乘以正数不改变大小顺序。 因为 4>04 > 0,

    a<b  ⟹  4a<4ba < b \;\Longrightarrow\; 4a < 4b

    只有乘数是负的时候,不等号才会掉头。

  3. 两边同减一个常数同样不改变顺序。 两边都去掉 33,相当于把两个值等量地平移:

    4a<4b  ⟹  4a−3<4b−34a < 4b \;\Longrightarrow\; 4a - 3 < 4b - 3

  4. 分三种情况写出结论。

    a<b  ⟹  4a−3<4b−3,a>b  ⟹  4a−3>4b−3,a=b  ⟹  4a−3=4b−3a < b \;\Longrightarrow\; 4a-3 < 4b-3, \qquad a > b \;\Longrightarrow\; 4a-3 > 4b-3, \qquad a = b \;\Longrightarrow\; 4a-3 = 4b-3

    方向总是和原来一致——因为映射 t↦4t−3t \mapsto 4t - 3 是严格递增的。

  5. 代数字检验。 取 a=1a = 1,b=4b = 4:4−3=14 - 3 = 1,16−3=1316 - 3 = 13,确实 1<131 < 13。再取 a=−2a = -2,b=−5b = -5(此时 a>ba > b):−11>−23-11 > -23。两次都保持了原来的方向。

  6. 和负系数的情形对照一下。 对 3−2a3 - 2a 与 3−2b3 - 2b,乘数是 −2-2,顺序就要反过来:a<ba < b 会给出 3−2a>3−2b3-2a > 3-2b。把这两道题放在一起,就能准确看出到底是哪一步导致了变号。

Answer

a<b⇒4a−3<4b−3;a>b⇒4a−3>4b−3;a=b⇒4a−3=4b−3a<b \Rightarrow 4a-3 < 4b-3;\quad a>b \Rightarrow 4a-3 > 4b-3;\quad a=b \Rightarrow 4a-3 = 4b-3

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