题目
If 0 < n < m < 1, m2 − n2 must be less than which of the following expressions?
解析
如果\(0 < n < m < 1\),\(m^{2}-n^{2}\)一定小于以下哪个表达式?
已知\(m^{2}-n^{2}=(m + n)(m - n)\),因为\(0 < n < m < 1\),所以\(m + n\)和\(m - n\)都是正数且\(m + n<2\),\(m - n<1\)。
- **选项A**:
\((m + n)(m - n)-(m - n)=(m - n)(m + n - 1)\),因为\(m + n<2\),那么\(m + n - 1<1\),又因为\(m - n>0\),所以\((m - n)(m + n - 1)\)有可能大于\(0\),即\(m^{2}-n^{2}\)不一定小于\(m - n\)。
- **选项B**:
\((m + n)(m - n)-\frac{m + n}{2}=\frac{(m + n)}{2}(2m - 2n - 1)\),当\(m=\frac{3}{4},n=\frac{1}{4}\)时,\(\frac{(m + n)}{2}(2m - 2n - 1)>0\),所以\(m^{2}-n^{2}\)不一定小于\(\frac{m + n}{2}\)。
- **选项C**:
\((m + n)(m - n)-mn=m^{2}-mn - n^{2}=m(m - n)-n^{2}\),当\(m=\frac{3}{4},n=\frac{1}{4}\)时,\(m(m - n)-n^{2}>0\),所以\(m^{2}-n^{2}\)不一定小于\(mn\)。
- **选项D**:
因为\(m + n<2\),所以\((m + n)^{2}>2(m + n)\),又因为\(m - n<1\),所以\((m + n)(m - n)<(m + n)^{2}\),即\(m^{2}-n^{2}\)一定小于\((m + n)^{2}\)。
- **选项E**:
\((m + n)(m - n)-(m - n)^{2}=2n(m - n)\),因为\(m>n\)且\(m,n\)都大于\(0\),所以\(2n(m - n)>0\),即\(m^{2}-n^{2}\)不一定小于\((m - n)^{2}\)。
综上,答案是D。