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.

89문제 · 3 / 5쪽

41.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 3b번영어 원문

Complete the following.

Is this statement true or false? Prove the statement if it is true or provide a counterexample if it is false.

정답·풀이 보기 (영어 원문)

The statement is true. If a=ba = b, then a+b2=2a2=a\dfrac{a + b}{2} = \dfrac{2a}{2} = a, and ab=a2=a\sqrt{ab} = \sqrt{a^2} = a. This proves the contrapositive.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 9번
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
42.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 5번영어 원문

Is the following proposition true or false?

For all integers

a

and

b

, if

ab

is even, then

a

is even or

b

is even.

Justify your conclusion by writing a proof if the proposition is true or by providing a counterexample if it is false.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
43.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 8a번영어 원문

For a right triangle, suppose that the hypotenuse has length cc feet and the lengths of the sides are aa feet and bb feet.

What is a formula for the area of this right triangle? What is an isosceles triangle?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 11a번
44.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 8b번영어 원문

For a right triangle, suppose that the hypotenuse has length cc feet and the lengths of the sides are aa feet and bb feet.

State the Pythagorean Theorem for right triangles.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

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45.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 8c번영어 원문

For a right triangle, suppose that the hypotenuse has length cc feet and the lengths of the sides are aa feet and bb feet.

Prove that the right triangle described above is an isosceles triangle if and only if the area of the right triangle is 14c2\dfrac{1}{4} c^2.

정답·풀이 보기 (영어 원문)

Prove both of the conditional statements: (1) If the area of the right triangle is c2/4c^2/4, then the right triangle is an isosceles triangle. (2) If the right triangle is an isosceles triange, then the area of the right triangle is c2/4c^2/4.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 3b번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
46.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 9번영어 원문

A real number xx is defined to be a rational number

provided

 there exist integers m and n with n≠0 such that x=mn\text{ there exist integers } m \text{ and } n \text{ with } n \ne 0 \text{ such that } x = \frac{m}{n}

. A real number that is not a rational number is called an irrational number.

It is known that if xx is a positive rational number, then there exist positive integers mm and nn with n≠0n \ne 0 such that x=mnx = \dfrac{m}{n}. Is the following proposition true or false? Explain.

For each positive real number

x

, if

x

is irrational, then

\sqrt x

is irrational.

정답·풀이 보기 (영어 원문)

The statement is true. It is easier to prove the contrapositive, which is:

For each positive real number

x

, if

\sqrt{x}

is rational, then

x

is rational.

Let xx be a positive real number. If there exist positive integers mm and nn such that x=mn\sqrt{x} = \dfrac{m}{n}, then x=m2n2x = \dfrac{m^2}{n^2}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
47.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 10번영어 원문

Is the following proposition true or false? Justify your conclusion.

For each integer

n

,

n

is even if and only if 4 divides

n^2

.

Hint: Remember that there are two conditional statements associated with this biconditional statement. Be willing to consider the contrapositive of one of these conditional statements.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절 · 3d번
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
48.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 11번영어 원문

Prove that for each integer aa, if a2−1a^2 - 1 is even, then 4 divides a2−1a^2 - 1.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 3a번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
49.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 12번영어 원문

Prove that for all integers aa and mm, if aa and mm are the lengths of the sides of a right triangle and m+1m + 1 is the length of the hypotenuse, then aa is an odd integer.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

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# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
50.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 13번영어 원문

Prove the following proposition:

If

p, q \in \mathbb{Q}

with

p \lt q

, then there exists an

x \in \mathbb{Q}

with

p \lt x \lt q

.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 5b번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
51.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 14a번영어 원문

Are the following propositions true or false? Justify your conclusion.

There exist integers xx and yy such that 4x+6y=24x + 6y = 2.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절 · 1a번
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
52.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 14b번영어 원문

Are the following propositions true or false? Justify your conclusion.

There exist integers xx and yy such that 6x+15y=26x + 15y = 2.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
53.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 14c번영어 원문

Are the following propositions true or false? Justify your conclusion.

There exist integers xx and yy such that 6x+15y=96x + 15y = 9.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2b번
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
54.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 16번영어 원문

Let y1,y2,y3,y4y_1 , y_2 , y_3 , y_4 be real numbers. The mean, y‾\overline y, of these four numbers is defined to be the sum of the four numbers divided by 4. That is,

y‾=y1+y2+y3+y44\overline y = \frac{{y_1 + y_2 + y_3 + y_4 }}{4}

. Prove that there exists a yiy_i with 1≤i≤41 \leq i \leq 4 such that yi≥y‾y_i \geq \overline y.

Hint: One way is to let y max y_{\text{ max } } be the largest of y1,y2,y3,y4y_1 , y_2 , y_3 , y_4.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

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# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
55.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.2절 · 18번영어 원문

Prove the following proposition:

Let

a

and

b

be integers with

a \ne 0

. If

a

does not divide

b

, then the equation

ax^3 + bx + \left( b + a \right) = 0

does not have a solution that is a natural number.

Hint: It may be necessary to factor a sum of cubes. Recall that

u3+v3=(u+v)(u2−uv+v2)u^3 + v^3 = \left( u + v \right) \left( u^2 - uv + v^2 \right)

.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절 · 3d번
# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
56.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
57.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.

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# 명제의 증명과 절대부등식증명·논술자동 분류
58.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2a번영어 원문

Are the following statements true or false? Justify each conclusion.

For all integers aa and bb, if aa is even and bb is odd, then 44 does not divide (a2+b2)\left( a^2 + b^2 \right).

정답·풀이 보기 (영어 원문)

This statement is true. Use a proof by contradiction. So assume that there exist integers aa and bb such that aa is even, bb is odd, and 4 divides a2+b2a^2 + b^2. So there exist integers mm and nn such that

a=2m and a2+b2=4na = 2m \qquad \text{ and } \qquad a^2 + b^2 = 4n

. Substitute a=2ma = 2m into the second equation and use algebra to rewrite in the form b2=4(n−m2)b^2 = 4(n - m^2). This means that b2b^2 is even and hence, that bb is even. This is a contradiction to the assumption that bb is odd.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2b번
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
59.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2b번영어 원문

Are the following statements true or false? Justify each conclusion.

For all integers aa and bb, if aa is even and bb is odd, then 66 does not divide (a2+b2)\left( a^2 + b^2 \right).

정답·풀이 보기 (영어 원문)

This statement is true. Use a proof by contradiction. So assume that there exist integers aa and bb such that aa is even, bb is odd, and 6 divides a2+b2a^2 + b^2. So there exist integers mm and nn such that

a=2m and a2+b2=6na = 2m \qquad \text{ and } \qquad a^2 + b^2 = 6n

. Substitute a=2ma = 2m into the second equation and use algebra to rewrite in the form b2=2(3n−2m2)b^2 = 2(3n - 2m^2). This means that b2b^2 is even and hence, that bb is even. This is a contradiction.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2d번
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류
60.Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.3절 · 2c번영어 원문

Are the following statements true or false? Justify each conclusion.

For all integers aa and bb, if aa is even and bb is odd, then 44 does not divide (a2+2b2)\left( a^2 + 2b^2 \right).

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Sundstrom, Mathematical Reasoning · 3.1절 · 3g번
# 명제의 증명과 절대부등식개념 확인자동 분류