不等式への招待 第10章
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Π[p≧11] cos(2π/p) > Π[p≧11] cos(2π/(p-1))
> Π[n=5,∞] cos(π/n)
= (2√2)Π[n=3,∞] cos(π/n)
= (2√2)・0.114942 (*)
= 0.3251052
*) 数セミ増刊「数学の問題」第２集, 日本評論社 (1978)
●117 によれば
Π[n=3,∞] cos(π/n) = 0.114942044853296… (2)
|cosθ| ≦ 1/2 ⇔ cos(2θ) ≦ -1/2,
|cosθ| ≧ 1/2 ⇔ cos(2θ) ≧ -1/2,
(4)
|cosθ| ≦ cos(72) ⇔ cos(4θ) ≧ cos(72),
|cosθ| ≧ cos(72) ⇔ cos(4θ) ≦ cos(72),
[分かスレ４６６-119] (2)
cos(2θ) + 1/2 = 2 [(cosθ)^2 - 1/4],
(4)
cos(4θ) - cos(72) = 8 [cos(18)^2 - (cosθ)^2] [cos(72)^2 - (cosθ)^2]
∴ |cosθ| ≦ cos(72) ⇒ cos(4θ) ≧ cos(72),
[分かスレ４６６-129] (4)
|cosθ| ≦ cos(72) ⇒ cos(4θ) ≧ cos(72),
|cosθ| ≧ cos(72) ← cos(4θ) ≦ cos(72), 〔問題157〕
x>0, y>0, z>0 ならば
(x+y)^z + (y+z)^x + (z+x)^y >2,
[分かスレ４６６-157, 178] >>178
そのわかすれの178のレスでx+y,y+z,z+xのうち1以上のものが少なくとも一つあるとしてるけど、それらのケースに帰着できるわけじゃないよね？
最小値はx=y=z=0.184付近だし
単にすぐに除外していいケース述べてるだけだよね？ 全部1未満のとき
0 < x, y, z < 1.
f(z) = a^(1-z) (a>0) は下に凸だから
f(z) < f(0)(1-z) + f(1)z, (0<z<1)
a^(1-z) < a(1-z) + z < a+z,
a^z > a/(a+z), … ベルヌーイの不等式
∴ (x+y)^z > (x+y)/(x+y+z),
巡回的にたす。 >>603
なんで上から抑えるん？
最小値>2を示せでしょ？ 〔問題596〕
正の実数 a,b,c が a+b+c = 1 を満たすとき
(1/a - a)(1/b - b)(1/c - c) ≧ (3 - 1/3)^3,
等号成立は a=b=c = 1/3.
を示せ。
[高校数学の質問スレ４１０-596,599,610] 「任意の自然数nに対して、n<2^nが成立」
これを色々な方法で証明せよ
よくある証明方法は帰納法、二項定理の利用、微分によるなどあるが、それ以外もあるんかな 帰納法
2^n = 2^{n-1} + 2^{n-1} > (n-1) + 1 = n,
あるいは
2^n = 2^{n-1} + 2^{n-2} + ････ + 2 + 1 + 1 ≧ n + 1,
(n+1)項
a_1, a_2, ････, a_n ≧ 0 のとき
(1+a_1)(1+a_2)････(1+a_n) = 1 + s_1 + ････ + s_n ≧ 1 + s_1,
s_k は k次の基本対称式
s_1 = a_1 + a_2 + ････ + a_n,
より
2^n ≧ 1 + n 俺が考えていた証明
n(1/n-1/2^n)=1-n/2^n
=(Σ1/2^i)-n/2^n
>(Σ1/2^i)-(1/2+…+1/2^n)>0
よりn>0だから
1/n-1/2^n>0⇔n<2^n >>610
n=3のときの、ネビットの不等式に (;ﾟ∀ﾟ)=3ﾊｧﾊｧ した若い頃が懐かしい… >>606
a+b+c = 1 より
G = (abc)^{1/3} ≦ 1/3, (AM-GM)
1/y - y = (1+y)･(1/y - 1),
より
(1/a - 1)(1/b - 1)(1/c - 1) = (1-a -b -c)/(abc) + (1/a + 1/b + 1/c) - 1
= 1/a + 1/b + 1/c - 1
≧ 3/G - 1
≧ 2(1/G + 1) (G≦1/3)
= 2(1/3G + 1/3G + 1/3G + 1)
≧ (2/(3G)^{1/4})^3,
(1+a)(1+b)(1+c) ≧ (1+G)^3 （コーシー)
= (1/27)(3G+1+1+1)(1+3G+1+1)(1+1+3G+1)
≧ ((4/3)(3G)^{1/4})^3,
辺々掛けて (左辺) ≧ (8/3)^3. 〔問題3204〕
a≧b≧c≧d≧0 のとき
(a+2b) (aa+bb) ≦ (a+b)^3
(a+2b+3c) (aa+bb+cc) ≦ (a+b+c)^3,
(a+2b+3c+4d) (aa+bb+cc+dd) ≦ (a+b+c+d)^3,
注) 5文字の場合は aa(b-d-2e) が出て来ます…orz
すうじあむ
http://suseum.jp/gq/question/3204 〔例2.4.6〕
三角形の辺の長さを a,b,c, 面積を⊿とすると
⊿ ≦ (3/4)abc/√(aa+bb+cc),
佐藤(訳), 文献９, 朝倉書店 (2013) p.89 (略証)
⊿ = (1/4)√{4(aabb+bbcc+ccaa) - (aa+bb+cc)^2} (Heron)
= (1/4)√{4(xy+yz+zx) - (x+y+z)^2}
≦ (1/4)√{9xyz/(x+y+z)} (Schur-1)
= (3/4)abc/√(aa+bb+cc),
* Schur-1
F_1(x,y,z) = (x+y+z)^3 - 4(x+y+z)(xy+yz+zx) + 9xyz
= x(x-y)(x-z) + y(y-z)(y-x) + z(z-x)(z-y) ≧ 0, 〔問題〕
正の実数 a,b,c について、次が成り立つことを示せ。
{aa(b+c)+4}/(a+2)^3 + {bb(c+a)+4}/(b+2)^3 + {cc(a+b)+4}/(c+2)^3 ≧ 2/3.
等号成立は (a,b,c) = (1,1,1) のとき (略証)
{aa(b+c) + 2 + 2} / (a+1+1)^3
≧ １/ {(1+1+1)[a/(b+c) + 1/2 + 1/2)]} (← コーシー)
= (b+c) / {3(a+b+c)},
巡回的にたす。 >>619
作問者の天真(Twitter:@bon_miss_tenma)です
こんなにあっさり解かれるとは思ってませんでしたw
ついでに620さんの問題も僕のだったりします、是非挑戦してください！ 〔問題620〕
正の実数 a,b,c が aa+bb+cc=3 を満たすとき、次を示せ。
(2a+1)/(b+c+1)^3 + (2b+1)/(c+a+1)^3 + (2c+1)/(a+b+1)^3 ≧ 1/3,
等号成立は (a,b,c)=(1,1,1) のとき。
(略解)
(左辺) ≧ (b+c+1)/(b+c+1)^3 + (c+a+1)/(c+a+1)^3 + (a+b+1)/(a+b+1)^3
= 1/(b+c+1)^2 + 1/(c+a+1)^2 + 1/(a+b+1)^2 (← チェビシェフ)
≧ 9/{(b+c+1)^2 + (c+a+1)^2 + (a+b+1)^2} (← AM-HM / コーシー)
≧ 3/{(bb+cc+1) + (cc+aa+1) + (aa+b+1)}
= 3/{2(aa+bb+cc)+3}
= 1/3, (← 題意) (補足)
チェビシェフで
(a+1/2)/(b+c+1)^3 + (b+1/2)/(c+a+1)^3 - (a+1/2)/(c+a+1)^3 - (b+1/2)/(b+c+1)^3
= (a-b) {1/(b+c+1)^3 - 1/(c+a+1)^3}
≧ 0,
循環的にたすと
(左辺) - 1/(b+c+1)^2 - 1/(c+a+1)^2 - 1/(a+b+1)^2 ≧ 0, >>618
>>620
〔問題34〕
a,b,c > 0 のとき
(a(b+c)+1)/(b+c+1)^2 + (b(c+a)+1)/(c+a+1)^2 + (c(a+b)+1)/(a+b+1)^2 ≧ 1,
Inequalitybot [34] ☆5
JMO-2010 問4
Inequalitybot も問題番号で検索できるようになってます。 >>583
〔問題48〕
a,b,c >0 のとき
(a^5-a^2+3)(b^5-b^2+3)(c^5-c^2+3) ≧ (a+b+c)^3
USAMO-2004, Q5
Inequalitybot [48] ☆6 >>613
(a+b)^3 - (a+2b)(aa+bb) = aab + (2a-b)bb ≧ 0,
(a+b+c)^3 - (a+2b+3c)(aa+bb+cc) = aab + (2a-b)bb + (2a+b-2c)cc + 6abc ≧ 0,
(a+b+c+d)^3 - (a+2b+3c+4d)(aa+bb+cc+dd)
= aa(b-d) + (2a-b-d)bb + (2a+b-2c-d)cc + (2a+b-3d)dd + 6(abc+abd+acd+bcd) ≧ 0, これと以下を組み合わせた問題があった。
〔補題〕
a+b+c+… = 1 のとき
(a^a)(b^b)… ≦ (aa+bb+…),
(略証)
a+b+c+… = s とおく。
y=log(x) は上に凸だから Jensen で
a･log(a) + b･log(b) + ････ ≦ s･log((aa+bb+････)/s)
(a^a)(b^b)… ≦ {(aa+bb+…)/s}^s,
s=1 とおく。 〔問題〕
tan(1/2) > cos(1).
これの証明はどうすれば出来ますか？
高校数学の質問スレ４１１- 028, 936 t = tan(1/2)とおいて
tan(1/2)-cos(t)=(t^3+t^2+t-1)/(t^2+1)
なのでコレが＋を言えば良い
tan(1/2)=0.546302.....
t^3+t^2+t-1は単調増大で0になるのはt=0.543689....
とりあえず5次までマクローリン展開して
tan(1/2)
>1/2+(1/3)(1/2)^3+(2/15)/(1/2)^5=131/240=0.54583333...... >>628
θ = 1/2 とおいて
tanθ - cos(2θ) = tanθ - 1 + 2(sinθ)^2
= tanθ - 3/2 + {1/2 + 2(sinθ)^2}
≧ tanθ - 3/2 + 2sinθ (AM-GM)
= tanθ + 2sinθ - 3θ
≧ 0, (Snellius-Huygensの式) このスネル・ホイヘンスの不等式、以前からどうやって見つけたのか気になってるヤツだ >>633
さいきん、関数不等式に(;ﾟ∀ﾟ)=3ﾊｧﾊｧでござる a,b,c > 0 に対して、
(a+b+c)^3 ≧ 27abc{(aa+bb+cc)/(ab+bc+ca)}^(25/27) 〔簡易版〕
a,b,c>0 に対して
(a+b+c)^3 ≧ 27abc{(aa+bb+cc)/(ab+bc+ca)}^(2/3).
(略証)
(a+b+c)^6 = {(aa+bb+cc) + (ab+bc+ca) + (ab+bc+ca)}^3
≧ 27(aa+bb+cc)(ab+bc+ca)^2, (AM-GM)
2/3 乗して
(a+b+c)^4 ≧ 9(ab+bc+ca)^2 {(aa+bb+cc)/(ab+bc+ca)}^(2/3)
≧ 27(a+b+c)abc {(aa+bb+cc)/(ab+bc+ca)}^(2/3),
元の問題は解けぬwww 〔問題3.85〕
実数a,b,cに対して
(aa+2)(bb+2)(cc+2) ≧ 3(a+b+c)^2,
APMO-2004 A5.改
文献[9] 佐藤(訳)、朝倉書店 (2013) 問題3.85 p.140
Inequalitybot [20] ☆8
[高校数学の質問スレ４１２－029,036,040] (解1)
(aa+2)(bb+2)(cc+2) - 3(a+b+c)^2
= (1/3){(aa+5)(bc-1)^2 + (bb+5)(ca-1)^2 + (cc+5)(ab-1)^2
+ (ab+bc+ca-3)^2 + (a-b)^2 + (b-c)^2 + (c-a)^2}
≧0
(解2)
(aa+2)(bb+2)(cc+2) - 3(a+b+c)^2
= aa + bb + cc + 2abc + 1 - 2(ab+bc+ca)
+ (abc-1)^2
+ 2(ab-1)^2 + 2(bc-1)^2 + 2(ca-1)^2,
文献[9] の演習問題1.90 (ii) p.41-42 に帰着する。
〔問題1.90〕(ii)
a,b,c を非負実数とする。このとき
aa + bb + cc + 2abc + 1 ≧ 2(ab+bc+ca), >>638
〔例題2.1.11〕
(7) a,b,c が非負実数のとき
aa + bb + cc + 2abc + 1 ≧ 2(ab+bc+ca),
文献[8] 安藤, 数学書房 (2012) p.36 >602
{x+y, y+z, z+x} のうち1以上のものが
・2個以上のときは 明らか。
・1個以下のときは 1 > y+z, z+x より 0 < x, y, z < 1 >>604 >>631
マクローリン展開
sinθ = θ - (1/3!)θ^3 + (1/5!)θ^5 - (1/7!)θ^7 + (1/9!)θ^9 - …
tanθ = θ + (1/3)θ^3 + (2/15)θ^5 + (17/315)θ^7 + (62/2835)θ^9 + …
から思い付いたのかも。
>>100 にもあるよ。
H = θ - (1/180)θ^5 - (1/1512)θ^7 - (1/25920)θ^9 - …
G = θ + (1/45)θ^5 + (4/567)θ^7 + (1/405)θ^9 + …
A = θ + (1/20)θ^5 + (1/56)θ^7 + (7/960)θ^9 + …
A + H - 2G = (1/324)θ^7 + (1/432)θ^9 - …
AH/GG = (2cosθ+1)/{(2+cosθ)(cosθ)^(1/3)}
= 1 + (1/324)θ^6 + (1/648)θ^8 + … ついでに…
s>0, t>0 とし
A = (s+s+t)/3,
G = (sst)^(1/3)
H = 3st/(s+t+t),
とおくと
H < G < A,
AH > GG, (0<s<t)
A+H > 2G, (0<s<t)
(略証)
AH = (s+s+t)st/(s+t+t),
G^3 = sst,
より
(AH)^3 - G^6 = tt {t(s+s+t)^3 - s(s+t+t)^3}{s/(s+t+t)}^3
= tt(s+t){(t-s)s/(s+t+t)}^3 > 0,
∴ AH > GG,
(A+H)/2 = (ss+7st+tt)/[3(s+t+t)],
G^3 = sst,
より
{(A+H)/2}^3 - G^3 = {(t-s)^3 + 27stt}{(t-s)/[3(s+t+t)]}^3 > 0,
∴ A+H > 2G, >>642
テイラー展開は、あまり時代に合わんような気もする。まあ古くから、特殊な場合だけや結果だけ知られているということがよくあるのと、詳しくないので結論付けられない。
ホイヘンスによる証明があったわ。
円の大きさの発見 : 1654年ホイヘンスによる円周率の計算
https://www2.tsuda.ac.jp/suukeiken/math/suugakushi/sympo27/27_tanuma.pdf
（近似）式自体は、15世紀のニコラウス・クザーヌスまで遡れるらしい。
グレゴリーやニュートンが17世紀後半にべき級数展開したらしいから、ホイヘンスは知らないような気もする。代数計算得意じゃないとキツイし。 ５．Sは3次元座標空間の有限個の点の集合である。
S_x, S_y, S_z はそれぞれ、Sの点の yz-平面, zx-平面, xy-平面への正射影からなる点の集合である。
次を証明せよ。
| S |^2 ≦ |S_x|･|S_y|･|S_z|
ここに | A | は有限集合Aの要素の個数である。 >>280
f(x)は下に凸な関数とする。自然数nに対して不等式
nΣ[k=0,n] f(2k) > (n+1)Σ[k=1,n] f(2k-1)
を示せ。
[面白スレ３６．256-260] >>645 >>646
z値の集合を {z1, …, zi, …, zn} とする。
S, Sy, Sx の点を z値で分類する。
S, Sy, Sx の点のうち z=zi をみたすものの個数を |Li|, ai, bi とする。
(1) |Li| ≦ ai･bi,
(2) |S| = |L1| + … + |Li| + … + |Ln|,
(3) |Sy| = a1 + … + ai + … + an,
|Sx| = b1 + … + bi + … + bn,
(4) |Li| ≦ |Sz|,
(1) と (4) を掛けて
|Li|^2 ≦ (ai･bi) |Sz|,
|Li| ≦ √(ai･bi) √|Sz|, ････ (5)
(2), (5) より
|S|^2 ≦ {√(a1･b1) + … + √(ai･bi) + … + √(an･bn)}^2･|Sz|
≦ (a1 + … + ai + … + an)(b1 + … + bi + … + bn)|Sz| コーシー
= |Sy| |Sx| |Sz|,
http://www.youtube.com/watch?v=IzitrvYnNkc 11:08, 0<k≦3, a,b,c>0のとき
3-k+k(abc)^(2/k)+a^2+b^2+c^2≧2(ab+bc+ca)
を示せ >>650
0<k≦3 ゆえ x^(3/k) は下に凸。 x=1 で接線を曳いて、
(3-k) + k･x^(3/k) ≧ 3x,
(左辺) - (右辺) ≧ aa+bb+cc - 2(ab+bc+ca) + 3(abc)^(2/3)
≧ aa+bb+cc - 2(ab+bc+ca) + 9abc/(a+b+c) (AM-GM)
= F1(a,b,c)/(a+b+c)
≧ 0,
*) Schurの不等式
F1(a,b,c) = a(a-b)(a-c) + b(b-c)(b-a) + c(c-a)(c-b)
= (a+b+c)^3 - 4(a+b+c)(ab+bc+ca) + 9abc ≧ 0. a,b,c > 0、ab+bc+ca+abc=4 のとき、a+b+c ≧ ab+bc+ca.
ベトナム1996らしい (略解)
t = ab+bc+ca < 3,
と仮定すると
u = abc < 1, (AM-GM)
となり題意に反する。
∴ 3 ≦ t < 4,
∴ s = a+b+c ≧ tt/3 ≧ 3,
(s-t)(ss+st+tt - 4t)
= (4-t)(t-3)(t+3) + (s^3-4st+9u)
= (4-t)(t-3)(t+3) + F1(a,b,c)
≧ 0, (← Schur-1)
∴ s-t ≧ 0,
[面白スレ３７．704] にもあった。 訂正ｽﾏｿ
s = a+b+c ≧ √(3t) ≧ 3, (AM-GM) 〔類題184〕
a,b,c>0, a+b+c+abc=4 のとき a+b+c≧ab+bc+ca,
大数宿題 2010-Q7
[不等式スレ７.114-115,160]
Inequalitybot [184] ☆7 (略解)
s = a+b+c < 3 と仮定すると
u = abc < 1 (AM-GM)
となり題意に反する。
∴ 3 ≦ s < 4.
4s(s-t) = (4-s)(s-3)(s+3) + 9(4-s-u) + (s^3 -4st +9u)
= (4-s)(s-3)(s+3) + 9(4-s-u) + F1(a,b,c)
≧0, (← Schur-1)
∴ s-t ≧ 0. >>655
〔問題2.〕
任意の実数 x1, x2, ････, xn に対して、不等式
Σ[i=1,n] Σ[j=1,n] √|xi-xj| ≦ Σ[i=1,n] Σ[j=1,n] √|xi+xj|,
が成り立つことを示せ。 実質極値がa=b=cの時でしかもそれが未定定数法で簡単に求まるやつはなんかもひとつやな >>658
s≧3 どこにも使ってないの、なんかもひとつやな >>655
こんな良い不等式がまだ残ってるとは
これルートなくても成り立ちそうだけど、その場合は簡単に示せたりする？ 複素数 z (0≦arg(z) < 2π) に対して、
|z-1| < |z| - 1 + |z|*arg(z).
( ﾟ∀ﾟ) ｳﾋｮｯ！ a_1≧a_2≧…≧a_n>0かつa_1+a_2+…+a_n=1のとき
a_1+2a_2+…na_nのとりうる値の範囲を求めよ. f(a) = Σ[k=1,n] k･a_k とおく。
f(1, 0, …, 0) = 1 (最小)
f(1/n, 1/n, …, 1/n) = (n+1)/2 (最大)
(略証)
f(a) - 1 = (a_1+a_2+…+a_n - 1) + Σ[k=2,n] (k-1) a_k ≧ 0,
(n+1)/2 - f(a) = Σ[k=1,n] ((n+1)/2 - k) a_k
= Σ[k'=1,n] (k' - (n+1)/2) a_{n+1-k'}
= (1/2)Σ[k=1,n] ((n+1)/2-k) (a_k - a_{n+1-k}) (←同符号)
≧ 0, >>666
⊿不等式より
|z - 1| ≦ ||z| - 1| + |z - |z|| < ||z| - 1| + |z|･arg(z), >>669
(n+1)/2 - f(a) = ((n+1)/2) (1 - a_1 - a_2 - … - a_n)
+ (1/2) Σ[k=1,n-1] k(n-k) (a_k - a_{k+1})
≧ 0,
の方がいいか… >>672
グッジョブ
分割して日替わり壁紙にしよう eと(1+1/n)^nが登場する不等式をたくさんください a, b, c が０以上かつ a^2 + b^2 + c^2 = 1 を満たすとき,
(a+bーc)^n + (b+c-a)^n + (c+a-b)^n (n は3以上の整数)
の最大値と最小値を求めよ. 最大値 2^{n/2}
a = 0, b = c = 1/√2 など。 (x=√2, y=z=0, etc.)
最小値 (1/3)^{n/2 - 1}
a = b = c = 1/√3, (x=y=z=1/√3)
x = b+c-a, y = c+a-b, z = a+b-c とおくと
1 = aa + bb + cc
= {(x+y)^2 + (y+z)^2 + (z+x)^2}/4
= {(x+y+z)/√3}^2 + (1/4){(x-y)/√2}^2 + (1/4){(x+y-2z)/√6}^2,
回転楕円体 (どら焼き形)
短軸：１ (1,1,1)方向
長軸：２ それと垂直方向 a=u^2,b=v^2,c=w^2
束縛
C = u^4+v^4+w^4-1
評価関数
S = (v^2+w^2-u^2)^n+(w^2+u^2-v^2)^n+(u^2+v^2-w^2)^n
s = 2n((v^2+w^2-u^2)^(n-1)+(w^2+u^2-v^2)^(n-1)+(u^2+v^2-w^2)^(n-1))とおいて
dC=4(u^3,v^3,w^3)
dS=s(u,v,w)
s≠0により
dSがdCで張られる
⇔vw(v^2-w^2)=wu(w^2u^2)=uv(u^2-v^2)=0
⇔u^2=v^2=w^2 or u^2=v^2 & w=0 or u=v=0 or... 専門的過ぎてついていけない
数オリの高校生の理解できる解法でお願いします 数学の問題は進んだテクニック使っても全然簡単にならず、実は中学生でも理解できるような話の方が楽に解ける時がある
数オリとかの問題とかそういう問題のオンパレードだし、ピーターフランクルとかそんな問題大好きの人もいっぱいいる
しかしそれは進んだ数学を勉強しないでいい理由になどにはならないし、ましてや逆に言えば、進んだテクニック使えば楽に解ける問題をいつまでもいつまでもそういう”初頭数学縛り”をかけて解くのは単なる“自己満”でしか無い
不等式の話を本当に極めるなら未定乗数法は絶対避けては通れない grad(f(u,v,w)) = ∇f = (∂f/∂u, ∂f/∂v, ∂f/∂w)
s1 = 2n{-(v^2+w^2-u^2)^(n-1) + (w^2+u^2-v^2)^(n-1) + (u^2+v^2-w^2)^(n-1)},
s2 = 2n{(v^2+w^2-u^2)^(n-1) - (w^2+u^2-v^2)^(n-1) + (u^2+v^2-w^2)^(n-1)},
s3 = 2n{(v^2+w^2-u^2)^(n-1) + (w^2+u^2-v^2)^(n-1) - (u^2+v^2-w^2)^(n-1)},
とおくと
grad(C) = ∇C = 4(u^3, v^3, w^3)
grad(S) = ∇S = (s1･u, s2･v, s3･w)
= s(u, v, w)
ここから ついていけない… 問題[2]
a_n = (1 + 1/n)^n, b_n = (1 + 1/n)^(n+1) (nは正の整数)
とおくとき、nが増加するとa_nは増加し、b_nは減少することを証明せよ。
(数学検定 2011年秋, 1級 2次 問題[2] の一部)
* 作問者は AM-GM を活用する解答を期待していたが…
〔補題258〕 >>258
(1) (1 + 1/n)^(n+1/2) は単調減少でeに収束
(2) n! < n^(n+1/2) / e^(n-1),
(3) (2n)! / n! < (√2)(4n/e)^n,
>>263
Σ[k=1,n] (1/((k+1)(k!)^2))^(1/k) ≒ 1.99877613 - ee/n + 64.5/nn - … >>674
〔モローの不等式〕
{2n/(2n+1)}e < (1+1/n)^n < {(2n+1)/(2n+2)}e,
左側は 補題(1) より
{2n/(2n+1)}e < 1/√(1+1/n)・e < (1+1/n)^n
http://www.youtube.com/watch?v=FDTaIYjWR2E 20:24,
数セミ増刊「数の世界」日本評論社 (1982) p.82 x_1,x_2,...,x_n>0, Πx_k=1のとき次を示せ
Σ1/(n-1+x_k)≦1 f(t)=1/(n+e^t)、F(t1,‥) = Σf(ti)とおく
f(t)はt≧lognで下に凸かつt≦lognで上に凸
全てtiがlognより小さい領域ではti=0のときFは最大値1
そうでない領域でΣti=0かつF(ti)>1が存在すれば
t1 =(n-1)c, ti=-c (i≧2,t1>logn)
であるtiで存在する
e^t=uとおいて
F(ti)-1
= 1/(n-1+u^(n-1) + (n-1)/(n-1+1/u)-1
= 1/(n-1+u^(n-1) - 1/((n-1)u+1)
しかしu≧1において
n-1+u^(n-1)≧(n-1)u+1
であるから矛盾 背理法で…
不等式が成り立たないとする。すなわち、
Σ[k=1,n] 1/(n-1+x_k) >1,
であると仮定する。このとき
1/(n-1+x_i) > 1 - Σ[k≠i] 1/(n-1+x_k)
= (1/(n-1))Σ[k≠i] x_k /(n-1+x_k)
≧ ( Π[k≠i] x_k /(n-1+x_k) )^{1/(n-1)}, (AM-GM)
となる。i=1,…,n で掛けて
Π[i=1,n] 1/(n-1+x_i) > Π[k=1,n] x_k /(n-1+x_k),
となるが、これは 1 > Π[k=1,n] x_k を意味するので矛盾である。
ルーマニアMO-1999,
文献[9], 佐藤(訳), 朝倉書店(2013), 問題3.35 p.131
Inequalitybot [109] 〔類題〕
x_1, x_2, …, x_n >0 が Σ[k=1,n] 1/(n-1+x_k) = 1 を満たすとする。
このとき
Π[k=1,n] x_k ≧ 1,
を証明せよ。
文献[9], 佐藤(訳), 朝倉書店(2013), 問題1.46改 p.14 (1)
z,w∈C、|z|=|w|=1 のとき、
|z+1| + |w+1| + |zw+1| ≧ 2
(2)
a,b,c∈C に対して、
|a| + |b| + |c| ≦ |a+b-c| + |b+c-a| + |c+a-b|
( ﾟ∀ﾟ) ｳﾋｮｯ！ (1)は簡単やな
x^をxの複素共役として
|z+1|+|w+1|+|zw+1|
=|z+1|+|w^+1|+|z+w^|
なので|a|+|b|+|c|=1のとき
|b+c|+|c+a|+|a+b|≧2
を示せば良い
b = c exp(2iA), c = exp(2iB), a = exp(2iC), A+B+C=π
となる非負実数A,B,Cがとれるとしてよくこのとき
|b+c|+|c+a|+|a+b|
=2(cosA+cosB+cosC)
であるからcos(x)の凸性により(A,B,C)=(-π,π,π),(π,-π,π),(π,π,-π)のとき最小値2 (2)は力技で
sを複素定数としC^3の領域
R={ .. | a + b + c = 2s }
におけるS=2( |s-a| + |s-b| + |s-c| ) - ( |a| + |b| + | c| )の最小値が0以上であることを示せば良い
それには全微分できない領域で非負、全微分可能な極値で非負を言えば十分
s=0であればS=|a|+|b|+|c|となり自明だからs≠0とする
i) a=0のとき
S=2(|b+c|/2 + |b-c|/2 × 2) - (|b|+|c|)
=|b+c|/2-|b|+|b+c|/2-|c|+|b-c|
≧-|b-c|/2 × 2 + |b-c| = 0
(ii) a=s のとき
このときs=a=b+cより
S=2(|b|+|c|)-(|b+c|+|b|+|c|)
=|b|+|c|-|b+c|≧0
(iii) a=bのとき
このときs=a+c/2より
S=2(|c/2|+|c/2|+|a-c/2|)-(|a|×2+|c/2|)
=|c|+|2a-c|-|2a|≧0
(iv)a,b,cが同一直線上のとき
a,b,cは実数としてよくSをaの関数として見たときlim[a→±∞]S=∞だから極値だけ考えればよく、極値をとるのはa=s,0の場合のみであるから既出の場合に還元される
(v)その他の場合
Sは全微分可能でありz^を複素共役としてe(z)=z/|z|とおけば
dS = -2(e(s-a)^da + e(s-a)da^+ e(s-b)^db +e(s-b)db^+ e(s-c)^dc + e(s-c)dc^)-(e(a)^da+e(a)da^+e(b)^db+e(b)db^+e(c)^dc+e(c)dc^)
でありコレがda+db+dcの複素定数倍であるから
2e(s-a)+e(a)=2e(s-b)+e(b)=2e(s-c)+e(c)=0
である
よってa,b,cが同一直線上となるので既出のケースに還元される >>689
(1)
|a| = |b| = |c| = 1 のとき
|b+c| + |c+a| + |a+b| ≧ 2,
ですか。
>>690
(2) は簡単やな。Ravi変換で
b+c-a = p,
c+a-b = q,
a+b-c = r,
とおけば
(左辺) = |a| + |b| + |c|
= |q+r|/2 + |r+p|/2 + |p+q|/2
≦ |p| + |q| + |r|. あれ？
その方法最初に考えてダメと思ったんやけど勘違いしたかな？
まぁ複素係数の微分形式の復習になったからいいけど >>689
C ≧ π/2 の場合 (鈍角⊿) は
|b+c| + |c+a| + |a+b|
= 2(|cosA| + |cosB| + |cosC|)
≧ 2(cosA + cosB)
≧ 2(1 + cos(A+B)) (凸性)
≧ 2, (A+B≦π/2)
ですね。あるいは
cosA + cosB + cosC
= 1 + 4sin(A/2)sin(B/2)sin(C/2) (A+B+C=π)
≧ 1, >>688
(1)は簡単やな
|z+1| + |w^+1| + |z+w^|
≧ |(z+1) + (w^+1) - (z+w^)|
= 2,
|b+c| + |c+a| + |a+b|
≧ |-(b+c) + (c+a) + (a+b)|
= 2|a|,
同様にして
|b+c| + |c+a| + |a+b| ≧ 2 Max{|a|,|b|,|c|}
(2)は簡単やな >>691 >>694
なんでそういう書き方するん？
それ読んだ相手がどういう気持ちになるか考えられへんの？ 〔問題〕
Σ[n=2,∞] 1/n^3 < (1+√5)/16 = 0.2022542486
(阪大-改)
http://www.youtube.com/watch?v=_zGQfWy9j28 22:05
鈴木貫太郎 1/n^3 = n/n^4
< n/(nn-1/4)^2
= {(n+1/2)^2 - (n-1/2)^2}/{2(nn-1/4)^2}
= (1/2){1/(n-1/2)^2 - 1/(n+1/2)^2}
∴ Σ[n=2,∞] 1/n^3 < 2/9 = 0.222222
ぢゃ出ない････orz ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
