不等式への招待 第９章 [無断転載禁止]©2ch.net
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>>245
まづ AM-GMより s ≧ 3u^(1/3）= 3,
あとは >>243 (下）を参照。 >>244
〔4次巡回不等式の基本定理〕（定理2.3.3）
a^4 + b^4 + c^4 - p(a^3b+b^3c+c^3a）- q(ab^3+bc^3+ca^3）+｛(pp+pq+qq)/3 -1}(aabb+bbcc+ccaa）+｛p+q-(pp+pq+qq)/3}abc(a+b+c)
=｛(A-B)^2+(B-C)^2+(C-A)^2}/6,
ただし、A,B,Cは
A = aa-bb +pbc -qca,
B = bb-cc +pca -qab,
C = cc-aa +pab -qbc,
(1）（p,q）=（3,0)
(2）（p,q）=（2,-1) 例題2.3.10（8）*
(3）（p,q）=（6,0） 例題2.3.10（7)
(4）（p,q）=（1,0） 例題2.3.10（4)
(13） 例題2.3.11（2） (2）を精密化したもの。 ｛右辺の係数を α+1、-α として α≦1.379…｝
(14） 例題2.3.12（3）次の（15）から出る。｛右辺の係数をγ+1，-γ として γ≦5.0779…｝
(15） 例題2.3.11（5)
(16） 例題2.3.12（4)
* a：b：c = sin(π/9)：｛sin(2π/9)-sin(π/3)｝：sin(2π/9）
のとき等号が成立するらしい。
文献[8］安藤「不等式」数学書房（2012)
§2.3（４次斉次不等式） >>244
min{a，b，c｝= m とし、｛a，b，c｝=｛m，m+x，m+y｝とする。（x，y≧0)
(11)
(左辺）-（右辺）= m(xx-xy+yy）+（x^3 + 2xxy -3xyy + y^3）≧0,
∵ x^3 +2xx -3x +1 ≧ 3x^(7/3）-3x + 1 ≧ 1 - 4･(3/7)^(7/4）= 0.091969
(12)
(左辺）-（右辺）= 10m(xx-xy+yy)/9 +｛x^3 -（17/9)xxy + y^3｝≧0,
∵ x^3 -（17/9)xx + 1 ≧ 1 -2･（17/27)^(3/2）= 0.00078779, >>248
xx-xy+yy ≧ 0,
(左辺－右辺）はmについて単調増加。
∴｛a，b，c｝の差（x，y）を固定して一斉に増加すれば増加する。
∴ m=0 の場合を考えれば十分。
（sageるのを忘れてしまった…） 三角形の辺長 a,b,c、外接円の半径R、内接円の半径 r に対して
(1) a^2+ b^2 + c^2 ≦ 9R^2
(2) a^2+ b^2 + c^2 ≦ 8R^2 + 4r^2 >>270
正弦定理より
aa+bb+cc = 4RR｛sin(A)^2 + sin(B)^2 + sin(C)^2},
sin(A)^2 + sin(B)^2 + sin(C)^2 = 2 + 2cos(A）cos(B）cos(C）- 4cos((A+B+C)/2）cos((-A+B+C)/2）cos((A-B+C)/2）cos((A+B-C)/2)
= 2 + 2cos(A）cos(B）cos(C), （← A+B+C=π）
(1)
・鈍角または直角⊿ のときは 左辺 ≦ 2,
・鋭角△ のときは AM-GM と凸性より
cos(A）cos(B）cos(C）≦［｛cos(A)+cos(B)+cos(C)}/3 ]^3 ≦［ cos((A+B+C)/3）]^3 = ［ cos(π/3）]^3 = 1/8,
左辺 ≦ 2 + 1/4 = 9/4,
∴ aa+bb+cc ≦ 9RR,
等号成立は A=B=C（正△）のとき >>270
(2)
正弦定理より
（a+b-c)/c = 2sin(A/2)sin(B/2)/sin(C/2)，etc.
r/R =（2S/(a+b+c))(4S/abc)
=（a+b-c)(b+c-a)(c+a-b)/(2abc)
= 4sin(A/2)sin(B/2)sin(C/2),
(r/R)^2 = 2[1-cos(A)][1-cos(B)][1-cos(C)],
したがって、補題より
sin(A)^2 + sin(B)^2 + sin(C)^2
= 2 + 2cos(A)cos(B)cos(C)
≦ 2 + 2[1-cos(A)][1-cos(B)][1-cos(C)]
= 2 +｛4sin(A/2)sin(B/2)sin(C/2)}^2
= 2 +（r/R)^2,
【補題】A+B+C=π, 0<A,B,C のとき、
cos(A)cos(B)cos(C) ≦ [1-cos(A)][1-cos(B)][1-cos(C)] ≦ 1/8.
［初代スレ.580］
【系】
｛(a+b-c)(b+c-a)(c+a-b)}^2 ≧ (aa+bb-cc)(bb+cc-aa)(cc+aa-bb),
［1992 Poland］44th，1st round（1992 Sept-Dec）No.9
［初代スレ.538(3)］ >>282 〔補題〕
・鈍角または直角⊿のとき
cos(A）cos(B）cos(C）≦ 0 で成立。
・鋭角△のとき
(右辺）-（左辺）
=［1-cos(A)］［1-cos(B)］［1-cos(C)］- cos(A）cos(B）cos(C)
=［1-cos(A)］［1-cos(B)］-4sin(A/2）sin(B/2）cos((A-B)/2）cos(C）+［cos(C)]^2
=｛2sin(A/2）sin(B/2）- cos(C)}^2 + 4sin(A/2）sin(B/2）［1-cos((A-B)/2)］
≧0. >>282 〔系〕
b+c-a = x，c+a-b = y，a+b-c = z,
とおく。（Ravi変換）
（左辺）-（右辺）=（xyz)^2 -（aa+bb-cc)(bb+cc-aa)(cc+aa-bb）
= 2abxyzz -2(a+b)xyz(aa+bb-cc）+ 2cc(aa+bb-cc)^2
= 2{z√(abxy）-c(aa+bb-cc)}^2 + 2(√xy)z(aa+bb-cc){2c√(ab）-(a+b)√(xy)}
≧ 0,
∵ 2c√(ab）= c√{(a+b)^2 -（a-b)^2}
≧（a+b)√{cc -（a-b)^2}
=（a+b)√(xy), >>304 (補足)
右辺： a，b，c の符号によらない。
左辺： a，b，c が同符号のとき（|a|+|b|+|c|）の因子を含まず、最も小さい。
よって a，b，c ≧0 としてよい。
a+b < c のときは aa+bb-cc < 0、右辺 < 0 となり成立。 >>282
> ｛(a+b-c)(b+c-a)(c+a-b)}^2 ≧ (aa+bb-cc)(bb+cc-aa)(cc+aa-bb)
>>270 (2) がこんな形になろうとは… >>282 (系）
>>317
Schur の拡張より
（左辺）-（右辺）= p(a-b)(a-c）+ q(b-c)（b-a）+ r(c-a)(c-b）≧ 0
p = 2aa（a+c-b)(a+b-c）≧0,
q = 2bb（b+a-c)(b+c-a）≧0,
r = 2cc（c+b-a)(c+a-b）≧0,
は a，b，c と同順序 任意の二つの非負実数列｛a_n｝,｛b_n｝に対して、
納i,j=1,n]min｛a_ia_j,b_ib_j｝≦納i,j=1,n]min｛a_ib_j,a_jb_i}
USAMO-2000 >>248 (訂正)
(12)
∵ x^3 -（17/9)xx + 1 = 31/(27^3) +（x +17/27)(x -34/27)^2 ≧ 31/19683 = 0.0015750 >>248
(11）AM-GM で
x^3 + a^3 + a^3 ≧ 3aax,
2xx + 2aa ≧ 4ax,
辺々たすと
x^3 + 2xx + 2aa(a+1）≧ a(3a+4),
ここで 2aa(a+1）= 1 すなわち a = 0.565198… とすれば
x^3 + 2xx +1 ≧ a(3a+4)x = 3.21914 x,
3x^(7/3）+ 4(2/7)^(7/4）≧ 3x,
>>320
(12）AM-GM で
x^3 + 4(17/27)^3 =（1/2)x^3 + (1/2)x^3 + 4(17/27)^3 ≧ 3(17/27)xx =（17/9)xx, >>319
〔補題1〕
r_i ≧ 0 のとき、実対称行列 min｛r_i，r_j｝は半正値。
(略証）
0 = r_0 ≦ r_1 ≦ r_2 ≦ …… ≦ r_n としてよい。
Σ[i，j］min｛r_i，r_j｝x_i x_j = Σ[i=1，n］r_i（(x_i)^2 + 2Σ[j=i+1,n] x_i x_j）
= Σ[i=1，n］r_i（(Σ[j=i，n］x_j)^2 -（Σ[j=i+1，n］x_j)^2）
= Σ[i=1，n]（r_i - r_{i-1}）（Σ[j=i，n］x_j)^2
≧ 0,
〔補題2〕
min｛a_i b_j，a_j b_i｝- min｛a_i a_j，b_i b_j｝= min｛r_i，r_j｝x_i x_j
ここに、
r_i = max｛a_i/b_i，b_i/a_i｝
x_i = sgn(a_i-b_i）min｛a_i，b_i｝
とおいた。（証明略）
これらを使うと解けるらしいよ。
USAMO-2000 Problem_6
http://artofproblemsolving.com/wiki/index.php?title=2000_USAMO ここの人達は
ソボレフの不等式とかポアンカレの不等式とかの解析の不等式は興味ないの？ >>322
補題1は
g_i(ｔ）=（1/π）log｜１-（r_i)/ｔ｜
∫(-∞，∞）g_i(ｔ）g_j(ｔ）dｔ= min｛r_i，r_j｝
からも出る。
森口・宇田川・一松「数学公式I」岩波全書221（1956）p.242
>>323
ageるな危険 〔Problem 6〕
次の不等式をみたす有界無限実数列： x_0，x_1，x_2，… を１つ与えよ。
i≠j ⇒ ｜x_i - x_j｜｜i - j｜ > 1,
Construct a bounded infinite swquence x_0，x_1，x_2，…… such that ｜x_i - x_j｜｜i - j｜ > 1 for every pair of distinct i，j.
IMO-1991（32nd，Sweden） modified. ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
