Ii
MATU • Algebra
MATU_INEC_045
Solving Problems in Algebra and Trigonometry Litvinenko Mordkovich
Enunciado
Si $a > 0$ y $b > 0$, demuestre que:
$$ \frac{a+b}{1+a+b} < \frac{a}{1+a} + \frac{b}{1+b} $$
$$ \frac{a+b}{1+a+b} < \frac{a}{1+a} + \frac{b}{1+b} $$
Solución Paso a Paso
1. Análisis de los datos:
Se nos indica que $a$ y $b$ son números reales positivos ($a, b > 0$). Debemos demostrar una desigualdad entre fracciones.
2. Propiedades a utilizar:
Utilizaremos la propiedad de que si $x > 0$ y $y > 0$, entonces la función $f(x) = \frac{x}{1+x}$ es una función creciente. Además, trabajaremos con la manipulación algebraica de los numeradores.
3. Desarrollo paso a paso:
Podemos expresar el término de la izquierda descomponiendo el numerador:
$$ \frac{a+b}{1+a+b} = \frac{a}{1+a+b} + \frac{b}{1+a+b} $$
Ahora, comparemos cada una de estas fracciones con los términos del lado derecho de la desigualdad original:
4. Conclusión:
Sumando ambas desigualdades obtenidas:
$$ \frac{a}{1+a+b} + \frac{b}{1+a+b} < \frac{a}{1+a} + \frac{b}{1+b} $$
Lo que resulta en:
$$ \boxed{\frac{a+b}{1+a+b} < \frac{a}{1+a} + \frac{b}{1+b}} $$
Se nos indica que $a$ y $b$ son números reales positivos ($a, b > 0$). Debemos demostrar una desigualdad entre fracciones.
2. Propiedades a utilizar:
Utilizaremos la propiedad de que si $x > 0$ y $y > 0$, entonces la función $f(x) = \frac{x}{1+x}$ es una función creciente. Además, trabajaremos con la manipulación algebraica de los numeradores.
3. Desarrollo paso a paso:
Podemos expresar el término de la izquierda descomponiendo el numerador:
$$ \frac{a+b}{1+a+b} = \frac{a}{1+a+b} + \frac{b}{1+a+b} $$
Ahora, comparemos cada una de estas fracciones con los términos del lado derecho de la desigualdad original:
- Para la primera fracción: Como $b > 0$, entonces $1 + a + b > 1 + a$. Al ser los denominadores positivos, al aumentar el denominador la fracción disminuye:
$$ \frac{a}{1+a+b} < \frac{a}{1+a} $$ - Para la segunda fracción: Como $a > 0$, entonces $1 + a + b > 1 + b$. De igual manera:
$$ \frac{b}{1+a+b} < \frac{b}{1+b} \ $$
4. Conclusión:
Sumando ambas desigualdades obtenidas:
$$ \frac{a}{1+a+b} + \frac{b}{1+a+b} < \frac{a}{1+a} + \frac{b}{1+b} $$
Lo que resulta en:
$$ \boxed{\frac{a+b}{1+a+b} < \frac{a}{1+a} + \frac{b}{1+b}} $$