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第2题

设函数 f(x)f(x)、g(x)g(x) 为 f(x)=1x+1x−2+1x−4+⋯+1x−2018f(x)=\dfrac1x+\dfrac1{x-2}+\dfrac1{x-4}+\cdots+\dfrac1{x-2018},g(x)=1x−1+1x−3+1x−5+⋯+1x−2017g(x)=\dfrac1{x-1}+\dfrac1{x-3}+\dfrac1{x-5}+\cdots+\dfrac1{x-2017}。证明:对满足 0<x<20180<x<2018 的任意非整数实数 xx,都有 ∣f(x)−g(x)∣>2|f(x)-g(x)|>2。
第 2/6 步:利用半周对称性
f(2018−x)=f(x),g(2018−x)=g(x)f(2018-x)=f(x),\qquad g(2018-x)=g(x)
详细分析

将 xx 换为 2018−x2018-x 会把位移 2k↦2018−2k2k\mapsto 2018-2k 与 2k+1↦2017−2k2k+1\mapsto 2017-2k 互相置换,故两个和均不变。于是区间类型 2n<x<2n+12n<x<2n+1 映为类型 2m−1<x<2m2m-1<x<2m(m=1009−nm=1009-n),因此只需处理 1≤n≤10091\le n\le 1009 的 2n−1<x<2n2n-1<x<2n 型区间。