문제 은행 · 기초 수학 · 공통수학2 · 집합과 명제

명제의 증명과 절대부등식

대우·귀류법으로 증명하고 산술·기하평균 부등식을 활용한다

유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

38문제 · 2 / 2쪽

21.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 1a번영어 원문

This exercise is intended to provide another rationale as to why a proof by contradiction works. Suppose that we are trying to prove that a statement PP is true. Instead of proving this statement, assume that we prove that the conditional statement “If ¬P\neg P, then CC” is true, where CC is some contradiction. Recall that a contradiction is a statement that is always false.

In symbols, write a statement that is a disjunction and that is logically equivalent to ¬P→C\neg P \to C.

정답·풀이 보기 (영어 원문)
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
22.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 1c번영어 원문

This exercise is intended to provide another rationale as to why a proof by contradiction works. Suppose that we are trying to prove that a statement PP is true. Instead of proving this statement, assume that we prove that the conditional statement “If ¬P\neg P, then CC” is true, where CC is some contradiction. Recall that a contradiction is a statement that is always false.

Now explain why PP must be true if we prove that the negation of PP implies a contradiction.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
23.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 4번영어 원문

Prove that the cube root of 2 is an irrational number. That is, prove that if rr is a real number such that r3=2r^3 = 2, then rr is an irrational number.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절 · 3b번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
24.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 5a번영어 원문

Prove the following propositions:

For all real numbers xx and yy, if xx is rational and yy is irrational, then x+yx + y is irrational.

정답·풀이 보기 (영어 원문)

Use a proof by contradiction. So, we assume that there exist real numbers xx and yy such that xx is rational, yy is irrational, and x+yx + y is rational. Since the rational numbers are closed under addition, this implies that (x+y)−x\left( x + y \right) - x is a rational number. Since (x+y)−x=y\left( x + y \right) - x = y, we conclude that yy is a rational number and this contradicts the assumption that yy is irrational.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 5b번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
25.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 5b번영어 원문

Prove the following propositions:

For all nonzero real numbers xx and yy, if xx is rational and yy is irrational, then xyxy is irrational.

정답·풀이 보기 (영어 원문)

Use a proof by contradiction. So, we assume that there exist nonzero real numbers xx and yy such that xx is rational, yy is irrational, and xyxy is rational. Since the rational numbers are closed under division by nonzero rational numbers, this implies that xyx\dfrac{xy}{x} is a rational number. Since xyx=y\dfrac{xy}{x} = y, we conclude that yy is a rational number and this contradicts the assumption that yy is irrational.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2a번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
26.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 7c번영어 원문

Complete the following.

Is the real number 2+5\sqrt 2 + \sqrt 5 a rational number or an irrational number? Justify your conclusion.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 3b번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
27.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 8a번영어 원문

Complete the following.

Prove that for each real number xx, (x+2)\left(x + \sqrt{2} \right) is irrational or (−x+2)\left(-x + \sqrt{2} \right) is irrational.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2b번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
28.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 8b번영어 원문

Complete the following.

Generalize the proposition in Part (a) for any irrational number (instead of just 2\sqrt{2}) and then prove the new proposition.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 3b번
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29.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 11a번영어 원문

Justify your conclusion for each of the following.

Is the base 2 logarithm of 32, log⁡2(32)\log_2 (32), a rational number or an irrational number?

정답·풀이 보기 (영어 원문)

Recall that log⁡2(32)\log _2 (32) is the real number aa such that 2a=322^a = 32. That is, a=log⁡2(32)a = \log _2 (32) means that 2a=322^a = 32. If we assume that aa is rational, then there exist integers mm and nn, with n≠0n \ne 0, such that a=mna = \dfrac{m}{n}.

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# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
30.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 11b번영어 원문

Justify your conclusion for each of the following.

Is the base 2 logarithm of 3, log⁡2(3)\log _2 (3), a rational number or an irrational number?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 5a번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
31.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 13a번영어 원문

Prove each of the following propositions:

For each real number θ\theta, if 0<θ<π20 \lt \theta \lt \dfrac{\textstyle \pi }{\textstyle 2}, then [sin⁡(θ)+cos⁡(θ)]>1\left[ {\sin (\theta) + \cos (\theta) } \right] > 1.

Hint: What happens if you expand [sin⁡(θ)+cos⁡(θ)]2[ {\sin (\theta) + \cos (\theta) } ]^2? Don't forget your trigonometric identities.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 3a번
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32.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 13b번영어 원문

Prove each of the following propositions:

For all real numbers aa and bb, if a≠0a \ne 0 and b≠0b \ne 0, then a2+b2≠a+b\sqrt{a^2 + b^2} \ne a + b.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 6b번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
33.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 13c번영어 원문

Prove each of the following propositions:

If nn is an integer greater than 2, then for all integers mm, nn does not divide mm or n+m≠nmn + m \ne nm.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절 · 3g번
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34.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 13d번영어 원문

Prove each of the following propositions:

For all real numbers aa and bb, if a>0a > 0 and b>0b > 0, then

2a+2b≠4a+b\frac{2}{a} + \frac{2}{b} \ne \frac{4}{a + b}

.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

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35.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 14번영어 원문

Prove that there do not exist three consecutive natural numbers such that the cube of the largest is equal to the sum of the cubes of the other two.

Hint: Three consecutive natural numbers can be represented by nn, n+1n + 1, and n+2n + 2, where n∈Nn \in \mathbb{N}, or three consecutive natural numbers can be represented by m−1m - 1, mm, and m+1m + 1, where m∈Nm \in \mathbb{N}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

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36.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 15a번영어 원문

Three natural numbers aa, bb, and cc with a<b<ca \lt b \lt c are called a Pythagorean triple

provided that a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2. For example, the numbers 3, 4, and 5 form a Pythagorean triple, and the numbers 5, 12, and 13 form a Pythagorean triple.

Verify that if a=20a = 20, b=21b = 21, and c=29c = 29, then a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2, and hence, 20, 21, and 29 form a Pythagorean triple.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

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37.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 18번영어 원문

A magic square

is a square array of natural numbers whose rows, columns, and diagonals all sum to the same number. For example, the following is a 3 by 3 magic square since the sum of the 3 numbers in each row is equal to 15, the sum of the 3 numbers in each column is equal to 15, and the sum of the 3 numbers in each diagonal is equal to 15.

| 8 | 3 | 4 | | --- | --- | --- | | 1 | 5 | 9 | | 6 | 7 | 2 |

Prove that the following 4 by 4 square cannot be completed to form a magic square.

| | 1 | | 2 | | --- | --- | --- | --- | | 3 | 4 | 5 | | | 6 | 7 | | 8 | | 9 | | 10 | |

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 6a번
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38.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 19번영어 원문

Using only the digits 1 through 9 one time each, is it possible to construct a 3 by 3 magic square with the digit 3 in the center square? That is, is it possible to construct a magic square of the form

| aa | bb | cc | | --- | --- | --- | | dd | 3 | ee | | ff | gg | hh |

where a,b,c,d,e,f,g,ha, b, c, d, e, f, g, h are all distinct digits, none of which is equal to 3? Either construct such a magic square or prove that it is not possible.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

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