定理16:xx是正实数,nn是正整数,则(x1n)n=x(x1n)n=x.
引理16.1 对于任意给定的实数t>1t>1,和任意给定的自然数nn,必定存在正整数kk,使得1<(1+1k)n<t1<(1+1k)n<t.
证明:⇔:(1+1k)n−1<t−1⇔1k[(1+1k)n−1+(1+1k)n−2+⋯+1]<t−1⇔:(1+1k)n−1<t−1⇔1k[(1+1k)n−1+(1+1k)n−2+⋯+1]<t−1.当kk足够大时,1+1k<t1+1k<t,此时,(1+1k)n−1+(1+1k)n−2+⋯+1<tn−1+tn−2+⋯+1(1+1k)n−1+(1+1k)n−2+⋯+1<tn−1+tn−2+⋯+1.可见,我们只用让1k[tn−1+tn−2+⋯+1]<t−11k[tn−1+tn−2+⋯+1]<t−1即可,这是容易的,我们只用让k>tn−1+tn−2+⋯+1t−1k>tn−1+tn−2+⋯+1t−1即可.
引理16.2 下证若0<x<an0<x<an,则存在实数bb,使得x<bn<anx<bn<an.
这个引理等价于,若anx>1(a,x∈R+)anx>1(a,x∈R+),则存在实数bb,使得anx>anbn>1anx>anbn>1.令t=anxt=anx,由引理16.1,我们得存在正整数kk使得1<(1+1k)n<t1<(1+1k)n<t.令b=a1+1kb=a1+1k即可.
现在来证明原命题:假若(x1n)n<x(x1n)n<x,则由引理16.2,存在实数bb使得(x1n)n<bn<x(x1n)n<bn<x,则bb属于EE且大于EE的最小上界,矛盾.因此(x1n)n≥x(x1n)n≥x.假若(x1n)n>x(x1n)n>x,则由引理16.2,存在实数bb,x<bn<(x1n)nx<bn<(x1n)n.则bb是EE的上界,且小于EE的最小上界,矛盾.综上,(x1n)n=x(x1n)n=x.
源于
http://www.cnblogs.com/yeluqing/archive/2012/10/06/3827926.html