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问题: 一道难题求解,多谢了!

设绝对值小于1的全体实数的集合为S,在S中定义一种运算#,使得a#b=(a+b)/(1+ab).
求证:如果a,b属于S,那么a#b也属于S。

解答:

已知a属于S、b属于S,则
|a|<1,|b|<1
--->a^2<1,b^2<1
--->1-a^2>0,1-b^2>0
--->(1-a^2)(1-b^2)>0
--->(1-a)(1+a)(1-b)(1+b)>0
--->[(1-a)(1-b)]*[(1+a)(1+b)]>0
--->(1-a-b+ab)(1+a+b+ab)>0
--->[(1+ab)-(a+b)]*[(1+ab)+(a+b)]>0
--->(1+ab)^2-(a+b)^2>0
--->(1+ab)^2>(a+b)^2
--->|1+ab|>|a+b|
--->|a+b|/|1+ab|<1
--->|(a+b)/(1+ab)|<1
依集合S的定义。可知a#b属于S。