9 votos

Dado 4 enteros, $a, b, c, d > 0$, no $\frac{a}{b} < \frac{c}{d}$ implican $\frac{a}{b} < \frac{a+c}{b+d} < \frac{c}{d}$?

Estábamos tratando de encontrar una manera fácil de generar un número racional entre dos números racionales con un bastante bajo el numerador y el denominador (la forma en que estamos haciendo esto antes, fue a buscar el promedio de los dos racionales, pero que los resultados en un denominador de a $c * d$. ¿Esta desigualdad se mantenga para todos los valores de $a, b, c, d$?

15voto

Oli Puntos 89

Sí, la desigualdad se mantiene. Un enfoque estándar para probar que $x\lt y\,$ es para mostrar que $y-x\gt 0$.

Aplicar esto a $x=\dfrac{a}{b}$$y=\dfrac{a+c}{b+d}$.

La diferencia es $\dfrac{a+c}{b+d}-\dfrac{a}{b}$, que se simplifica a $\dfrac{bc-ad}{(b+d)b}$. Pero $bc\gt ad$ sigue desde nuestro punto inicial de la desigualdad.

El mismo método funciona para mostrar que $\dfrac{a+c}{b+d}\lt \dfrac{c}{d}$.

14voto

David HAust Puntos 2696

Sugerencia $\ $ El medio plazo, conocido como el desarrollo, es la pendiente de la diagonal del paralelogramo con lados que son los vectores $(b,a),\ (d,c).\:$ Claramente la pendiente de la diagonal se encuentra entre las pendientes de los lados.

3voto

Lyra Puntos 30

Este es el llamado desarrollo. La desigualdad de hecho se mantenga para todas las $a,\ b,\ c,\ d$.

1voto

Stephan Aßmus Puntos 16

El entorno donde esta se produce como una cuestión de curso es simple fracciones continuas, en este caso, alguna cantidad positiva. Si el "cociente parcial" es $k$ que no es necesariamente igual a $1,$ los dos casos relacionados de la siguiente "convergente" son $$\frac{a}{b} < \frac{a+kc}{b+kd} < \frac{c}{d},$ $ , que es lo que pasa si los dos convergents de pasar a estar en orden creciente, de lo contrario $$ \frac{c}{d} > \frac{c + ka}{d + kb} > \frac{a}{b}$ $ , donde la desigualdad de los signos deben ser masajeado como los dos convergents de pasar a estar en orden decreciente. De todos modos, ambos muestran las desigualdades son verdaderas.

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