不等式への招待 第11章

0001132人目の素数さん2023/05/23(火) 14:01:56.54ID:iZPdnH41
ある人は蝶を集め、ある人は切手を収集し、ある人は不等式を集める…
          ___          ----- 参考文献〔3〕 P.65 -----
    |┃三 ./  ≧ \   
    |┃   |::::  \ ./ | 
    |┃ ≡|::::: (● (● |  不等式と聞ゐちゃぁ
____.|ミ\_ヽ::::... .ワ......ノ     黙っちゃゐられねゑ…
    |┃=__    \           ハァハァ
    |┃ ≡ )  人 \ ガラッ

【まとめWiki】 http://wiki.livedoor.jp/loveinequality/

【過去スレ】
・不等式スレッド (第1章) http://science3.2ch.net/test/read.cgi/math/1072510082/
・不等式への招待 第2章 http://science6.2ch.net/test/read.cgi/math/1105911616/
・不等式への招待 第3章 http://science6.2ch.net/test/read.cgi/math/1179000000/
・不等式への招待 第4章 http://science6.2ch.net/test/read.cgi/math/1245060000/
・不等式への招待 第5章 http://uni.2ch.net/test/read.cgi/math/1287932216/
・不等式への招待 第6章 http://uni.2ch.net/test/read.cgi/math/1332950303/
・不等式への招待 第7章 http://rio2016.2ch.net/test/read.cgi/math/1362834879/
・不等式への招待 第8章 http://rio2016.2ch.net/test/read.cgi/math/1498378859/
・不等式への招待 第9章 https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1505269203/
不等式への招待 第10章
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1545137227/
・過去スレのミラー置き場 http://cid-d357afbb34f5b26f.skydrive.live.com/browse.aspx/.Public/

【姉妹サイト】
キャスフィ 高校数学板 不等式スレ  http://www.casphy.com/bbs/test/read.cgi/highmath/1169210077/
キャスフィ 高校数学板 不等式スレ2 http://www.casphy.com/bbs/test/read.cgi/highmath/1359202700/

【wikiなど】
Inequality (mathematics)
https://en.wikipedia.org/wiki/Inequality_(mathematics)
List of inequalities
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_inequalities
List of triangle inequalities
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_triangle_inequalities
Wolfram MathWorld
http://mathworld.wolfram.com/topics/Inequalities.html

0056prime_1322024/02/28(水) 12:13:51.31ID:HBssbLmu
R.m.s. ≧ A.M.

 ak ≧ 0 (k=1,2,…,n) とする。

n(a1+a2…+an) = (√a1+√a2+…+√an)^2 + Σ[i<j] (√aj - √ai)^2,

∴ √{n(a1+a2+…+an)} ≧ √a1 + √a2 + … + √an,

等号成立は a1 = a2 = … = an のとき。

高校数学の質問スレ_Part432−839

0057132人目の素数さん2024/03/03(日) 03:06:16.39ID:T4KfkjL6
〔問題1〕
正の実数 a,b,c >0 が
 aa+bb+cc = 3, a+b>√2, b+c>√2, c+a>√2,
を満たすとする。このとき、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 a/(b+c-a)^2 + b/(c+a-b)^2 + c/(a+b-c)^2
 ≧ 3/(abc)^2
 ≧ 81/(ab+bc+ca)^3
 ≧ 3,

IMO short list 2011 予選 A-7. ☆10
Inequalitybot [1]
https://twitter.com/Inequalitybot/status/1762508034214097152
https://twitter.com/thejimwatkins

0058prime_1322024/03/03(日) 03:39:21.28ID:T4KfkjL6
〔問題6〕
実数 a,b,c >0 はある三角形の3辺の長さをなすとする。
このとき、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 √(b+c-a)/(√b+√c-√a) + √(c+a-b)/(√c+√a-√b) + √(a+b-c)/(√a+√b-√c) ≦ 3.

IMO short list 2006 予選 A6
Inequalitybot [6]
https://twitter.com/Inequalitybot/status/1760998085755572257
安藤哲哉(著) 「不等式」数学書房 (2012) 例題3.2.3(9) p.151

p := (√b+√c-√a)/2, q := (√c+√a-√b)/2, r := (√a+√b-√c)/2
とおく。
https://twitter.com/thejimwatkins

0059132人目の素数さん2024/03/03(日) 04:31:36.82ID:T4KfkjL6
〔問題50〕
正の実数 a,b,c >0 に対して、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 a^{b+c}・b^{c+a}・c^{a+b} ≦ (abc)^{2(a+b+c)/3},
 a^{b+c}・b^{c+a}・c^{a+b} ≦ (abc)^{a+b+c-1},

インドMO-2001 問A3
Inequalitybot [50]
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0060132人目の素数さん2024/03/03(日) 04:52:09.01ID:T4KfkjL6
〔問題78〕
ある三角形の3辺の長さとなる正の実数 a,b,c が
 0 < a < 2b, 0 < b < 2c, 0 < c < 2a,
を満たすとする。このとき、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 √{a/(2b-a)} + √{b/(2c-b)} + √{c/(2a-c)} ≧ √{(a+b+c)^3 /3abc}.

じゅー:作
Inequalitybot [78]
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0061132人目の素数さん2024/03/03(日) 05:04:06.01ID:T4KfkjL6
〔問題79〕
ある三角形の3辺の長さとなる正の実数 a,b,c >0 に対して、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 1/{a(a+b-c)} + 1/{b(b+c-a)} + 1/{c(c+a-b)} ≧ 3・√{(a+b+c)/[abc(ab+bc+ca)]}

じゅー:作
Inequalitybot [79]
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0062132人目の素数さん2024/03/03(日) 05:20:40.43ID:T4KfkjL6
〔問題144〕
 C^2-級 (2回微分可能であって f”が連続) の関数f:R→R が
任意の実数xに対してf”(x) ≧ f(x) を満たすと仮定する。
このとき以下の不等式が成立することを示せ:
 f(x) ≧ f(0)cosh(x) + f’(0)sinh(x),

近大数学コンテスト-2008 問A5
Inequalitybot [144]
https://twitter.com/Inequalitybot/status/1762387238716100917

 ∫[0, x] {f”(t)−f(t)} sinh(x-t) dt ≧ 0 を使う。
https://twitter.com/thejimwatkins

0063132人目の素数さん2024/03/04(月) 15:55:59.60ID:7R5VfzvY
〔問題76〕
正の実数 a,b,c >0 に対して以下の不等式が成り立つことを示せ:
 a/√(4bb+bc+4cc) + b/√(4cc+ca+4aa) + c/√(4aa+ab+4bb) ≧ 1,

じゅー:作
Inequalitybot [76]
https://twitter.com/Inequalitybot/status/1764259576059424958
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0064132人目の素数さん2024/03/04(月) 16:04:52.36ID:7R5VfzvY
〔問題117〕
x,y,z がある三角形の3辺の長さとなるような実数であるとき、
以下の不等式が成り立つことを示せ:
 xxy/z + yyz/x + zzx/y ≦ xx + yy + zz.

Art of problem solving より
Inequalitybot [117]
https://twitter.com/Inequalitybot/status/1763836789977227332
https://twitter.com/thejimwatkins

0065132人目の素数さん2024/03/05(火) 18:03:35.47ID:pze3YHb2
〔問題178〕
実数 x, y が (xx+yy)^2 = xx - yy を満たすとき、
x+y の取り得る最大の値を求めよ。

第2回 早大プレ 2006
Inequaitybot [178]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1764319974171226188/

*この閉曲線を 連珠形、(Jakob Bernoulliの) Lemniscate 等と云うらしい。(Jakob Bernoulli)

0066132人目の素数さん2024/03/09(土) 00:20:32.18ID:9TLceQPN
〔問題5〕
1でない実数 x, y, z ≠ 1 が xyz=1 を満たすとする。
このとき、以下の不等式が成り立つことを示せ:
  xx/(x-1)^2 + yy/(y-1)^2 + zz/(z-1)^2 ≧ 1,

IMO-2008, 問2
Inequalitybot [5]
https://twitter.com/Inequalitybot/status/1766011118693310560
佐藤(訳)「美しい不等式の世界」朝倉書店 (2013)
 問題3.120
https://twitter.com/thejimwatkins

0067132人目の素数さん2024/03/10(日) 02:29:24.98ID:7717P9hP
>>35
[47] コーシー

>>36
[61]
 aab + bbc + cca + abc ≦ (4/27)(a+b+c)^3.
(略証) 0≦a≦b,c としてもよい。
4(a+b+c)^3 − 27(aab+bbc+cca+abc)
 = 9a(aa+bb+cc-ab-bc-ca) + (4b+c-5a)(a+b-2c)^2
 ≧ 0.
等号成立は (a, b, c) = (0, 2/3, 1/3)、(0, -1/3, 4/3)とそのrotation

>>37
[123]  部分積分を利用する。
0 ≦ ∫ {f '(x) + x - 1/2}^2 dx
 = ∫ {f '(x)}^2 dx + ∫ f '(x)(2x-1)dx + ∫ (x-1/2)^2 dx
 = ∫ {f '(x)}^2 dx −2∫ f(x)dx + [ f(x)(2x-1) ] + (1/3)[ (x-1/2)^3 ]
 = ∫ {f '(x)}^2 dx −2∫ f(x)dx + f(0) + f(1) + (1/3)[(1/8)−(-1/8)]
 = ∫ {f '(x)}^2 dx −2∫ f(x)dx + c,

c = f(0) + f(1) + (1/3)(1/4) = (-1/6) + (-1/6) + 1/12 = -1/4.

>>40
[37]
a,b,c > 1 とすると 題意を満たさない。
min{a,b,c} = m ≦ 1,
(ab+bc+ca)−abc ≧ (ab+bc+ca)m − abc ≧ 0,
右) 2 + abc−(ab+bc+ca)=(2-bc)−a(b+c-bc),
 2-bc ≧ (4-bb-cc)/2 = a(a+bc)/2 ≧ 0,
また |1-a|≦1, |1-b|≦1, |1-c|≦1,
∴ b+c-bc =1−(1-b)(1-c) ≧ 0,
 {(2-bc)−a(b+c-bc)}・{(2-bc)+(a+bc)(b+c-bc)}
 = (2-bc){(2-bc)+bc(b+c-bc)}−(aa+abc)(b+c-bc)^2
 = (2-bc)(1-b)(1-c){(2-bc)+2(b+c-bc)}+{(b-c)^2−(aa+bb+cc+abc-4)}(b+c-bc)^2,
{1-a, 1-b, 1-c} のうち2つは同符号だから (1-b)(1-c)≧0とした。

>>41
[2]
Σ(x-1)^2 = S(2) - 2S(1) + S(0) = 4,
∴ x≦ 1+2=3.
(2xx+4x-3) + (3-x)(1+x)(1-x)^2
  = 4x^3−x^4
  = 4xx - xx(x-2)^2,
∴ 2xx + 4x−3 ≦ 4x^3−x^4 ≦ 4xx,
x=a,b,c,d でたす。
 2S(2) + 4S(1)−3S(0) ≦ 4S(3)−S(4) ≦ 4S(2).

0068132人目の素数さん2024/03/10(日) 02:53:54.51ID:7717P9hP
>>49
[96]
yz/x = a, zx/y = b, xy/z = c とおくと
 x = √(bc), y = √(ca), z = √(ab).
 (左辺) - (右辺) = (a+b+c)^3 - 8ab√(ab) - 8bc√(bc) - 8ca√(ca) - 3abc
 ≧ (a+b+c)^3 - 4ab(a+b) - 4bc(b+c) - 4ca(c+a) - 3abc
 = a(a-b)(a-c) + b(b-c)(b-a) + c(c-a)(c-b)
 = F_1(a, b, c)
 ≧ 0.      (Schur-1)

>>57
[1]
題意より 0 < a b c < √2 < a+b b+c c+a,
a,b,c は△の3辺をなすので、
 b+c-a = x, c+a-b = y, a+b-c = z,
とおく(Ravi変換)。
 ss-t = 2(aa+bb+cc) = 6,
(左辺) = (y+z)/(2xx) + (z+x)/(2yy) + (x+y)/(2zz)
 ≧ x/(yz) + y/(zx) + z/(xy)
 = (xx+yy+zz)/(xyz)
 = (ss-2t)/u,
(右辺) = 3/(abc)^2
 = 3 {8/(st-u)}^2
 ≦ 3 (9/st)^2
 ≦ 81/(sssu),    (← tt ≧ 3su)
さてs>0を固定すると f(t)={3(ss-t)/(2ss)}^(5/2) はtに関して下に凸。
 (ss-2t) = (ss-3t) + t
 ≧ {(3/2)^(5/2)}(ss/3 -t) + t
 = f(0)(ss/3 -t) + f(ss/3)t
 ≧ (ss/3)f(t)
 = 81/sss,
これを左辺に入れる。

>>58
[6]
 p = (√b+√c-√a)/2 >0, q = (√c +√a-√b)/2 >0, r = (√a+√b-√c)/2 >0,
とおく。
 b+c-a = 4pp -2(p-q)(p-r)/2,
 √(b+c-a) ≦ 2p - 2(p-q)(p-r)/4p,
(左辺) = √(b+c-a)/(2p) + √(c+a-b)/(2q) + √(a+b-c)/(2r)
 ≦ 3 - (p-q)(p-r)/(4pp) - (q-r)(q-p)/(4qq) - (r-p)(r-q)/(4rr)
 = 3 - (1/4) F_{-2}(p q r)
 = 3 - (pqr/4) F_1(1/p 1/q 1/r)
 ≦ 3.

>>59
[50]
(1) チェビシェフにより、
 log(左辺) = (b+c)log(a)+(c+a)log(b)+(a+b)log(c)
 ≦ (2/3)(a+b+c)log(abc),
(2) (x-1)log(x) ≧ 0 より
 log(左辺) = (a+b+c)log(abc)−a・log(a)−b・log(b)−c・log(c)
 ≦ (a+b+c)log(abc)−log(a)−log(b)−log(c)
 = (a+b+c-1)log(abc).

0069132人目の素数さん2024/03/10(日) 03:19:25.38ID:7717P9hP
>>60
[78]
AM-GMにより 本問は
 abc ≧ {(2b-a)(2c-b)(2a-c)}^(1/4)・{(a+b+c)/3}^(9/4),
厄介な附帯条件を消すために
 2a-c = A, 2b-a = B, 2c-b = C,
とおくと
 A,B,C ≧ 0,
 a+b+c = A+B+C,
 a = (4A+B+2C)/7,
 b = (2A+4B+C)/7,
 c = (A+2B+4C)/7,
となる。これを用いると
 (7^3)abc = (4A+B+2C)(2A+4B+C)(A+2B+4C)
 = 8SSS + 13ST + 10U + 3
 ≧ 8SSS + 13ST + 10U − (23/18)S(SS-3T)
 = (101/18)S(SS+3T) + (10/27)(SSS+SSS+SSS+27U)
 ≧ (101/18)S{SS+3√(3SU)} + (10/27)(SSS+SSS+SSS+27U)
 ≧ 303・U^(1/4)・(S/3)^(9/4) + 40・U^(1/4)・(S/3)^(9/4)
 = (7^3)・U^(1/4)・(S/3)^(9/4)
 = (7^3)・(ABC)^(1/4)・{(A+B+C)/3}^(9/4),
ここに、
 S = A+B+C, T = AB+BC+CA, U = ABC,  = (A-B)(B-C)(C-A).

>>61
[79]
AM-GM により
(左辺) ≧3/{abc・(a+b-c)(b+c-a)(c+a-b)}^(1/3)
 ≧ 3/{u^(1/3)√(3u/s)}
 ≧ 3/{√(t/3)・√(3u/s)
 = 3√{s/(tu)}
 = (右辺),
∵ {(a+b-c)(b+c-a)+(b+c-a)(c+a-b)+(c+a-b)(a+b-c)}/3 = (4t−ss)/3 ≦ 3u/s.

0070132人目の素数さん2024/03/10(日) 03:37:06.70ID:7717P9hP
>>63
[76]
  f(x) は単調減少かつ下に凸(x>0)。
Jensenにより、
 a・f(4bb+4cc+bc) + b・f(4cc+4aa+ca) + c・f(4aa+4bb+ab)
  ≧ (a+b+c) f({a(4bb+4cc+bc)+b(4cc+4aa+ca)+c(4aa+4bb+ab)}/(a+b+c))
  = s・f((4st-9u)/s)
  ≧s・f(ss)
  = 1,      (← f(x) = 1/√x )
ここで、s = a+b+c, t = ab+bc+ca, u = abc, とおいた。

>>64
[117]
 (左辺)−(右辺) = {(x+y-z)yy(z-x)^2+(y+z-x)zz(x-y)^2+(z+x-y)xx(y-z)^2}/(2xyz)
 ≧ 0.

>>65
[178]
  (x+y)/√2 = u, (x-y)/√2 = v,
とおくと与式は
 (uu+vv)^2 = 2uv,
 x+y ≦ (1/4)(3^(1/4)) = 0.3290185032
 この閉曲線を (Jakob Bernoulliの) Lemniscate と云うらしい。

0071132人目の素数さん2024/03/14(木) 04:36:41.86ID:pqilCdeM
〔問題174〕
 正の実数 a, b, c>0 に対して、以下の不等式が成り立つことを証明せよ:
   (1/aa+1/bb+1/cc)(a+b+c)^4 ≧ 81(aa+bb+cc),

ルーマニア Team Selection Test-2006 3日目・問4
Inequalitybot [174]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1767400271775420691


 s^6 = {(aa+bb+cc) + t + t}^3 ≧ 3(aa+bb+cc)tt,
を使う。

0072132人目の素数さん2024/03/18(月) 01:48:15.33ID:U1YMYHbv
>>65
[178]
 (x+y)/√2=u, (x-y)/√2=v とおくと
 xx + yy = uu + vv
  = (uu/3) + (uu/3) + (uu/3) +vv
  ≧ 4(1/3)^{3/4}・√(uuuv),
(左辺) = (xx+yy)^2 = (uu+vv)^2 ≧ 16(1/3)^{3/2}・uuuv,
(右辺) = xx−yy = 2uv,
 2uu ≦ (1/4)・3^{3/2}
 x+y = u√2 ≦ (1/2)・3^{3/4} =1.139753528,
なお、このとき
 xy = (√3)/8,
 xx + yy = uu + vv = (√3)/2,
 xx - yy = 2uv = 3/4,
 

0073132人目の素数さん2024/03/18(月) 02:29:06.34ID:U1YMYHbv
〔問題195〕
実数 x,y,z が x+y+z = 0 を満たすとする。
このとき以下の不等式が成り立つことを示せ:
 (xx + yy + zz)^3 ≧ 6(x^3 + y^3 + z^3)^2,

蕉湖市数学競技会
Inequalitybot [195]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1768487435133243853


x=b-c, y=c-a, z=a-b とおくと
 x + y + z = 0,
 xx + yy + zz = 2(aa+bb+cc-ab-bc-ca) = 2(ss-3t),
 x^3 + y^3 + z^3 = 3xyz = 3(a-b)(b-c)(c-a) = 3,

0074132人目の素数さん2024/03/19(火) 03:59:11.04ID:ubIdb7Zy
>>65
[178]
焦点を A(-1/√2, 0) B(1/√2, 0) とおく。
P(x, y) の軌跡は
 AP・BP = 1/2.

0075132人目の素数さん2024/03/20(水) 02:05:46.52ID:UTto2JPI
>>35 訂正、スマソ
[47]
 右辺の指数は3が正しい。

0076132人目の素数さん2024/03/21(木) 02:38:53.05ID:X8MM5heP
〔問題97〕
正の実数 a,b,c>0 が a+b+c+√(abc) = 4 を満たすとする。
このとき、以下の不等式が成り立つことを示せ:
  √(bc/a) + √(ca/b) + √(ab/c) ≧ a + b + c,

中国 Team Selection Test-2007, 2日目, 問1
Inequalitybot [97]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1770299374251434063


x = √(bc/a), y = √(ca/b), z = √(ab/c) とおくと、
 a+b+c = yz+zx+xy,
 4 = a+b+c + √(abc) = yz+zx+xy + xyz,

0077132人目の素数さん2024/03/21(木) 02:48:32.12ID:X8MM5heP
〔問題3〕
正の実数 a,b,c>0 が 1/a+1/b+1/c = a+b+c を満たすとする。
このとき、以下の不等式が成り立つことを示せ:
  1/(2a+b+c)^2 + 1/(2b+c+a)^2 + 1/(2c+a+b)^2 ≦ 3/16,

IMO Short List-2009 予選 A-2
Inequalitybot [3]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1770238976504533266


AM-GM より、
 (2a+b+c)^2 ≧ 4(a+b)(a+c), etc.

0078132人目の素数さん2024/03/21(木) 03:01:20.40ID:X8MM5heP
〔問題86-改〕
実数a,b,cに対して、以下の不等式が成り立つことを示せ:
  2√{3(aa+bb+cc)} ≧ √(2aa+2bb) + √(2bb+2cc) + √(2cc+2aa)
   ≧ √{3(a+b)^2 + 3(b+c)^2 + 3(c+a)^2}
   ≧ 2(a+b+c),

ポーランドMO-2004, Final, 2日目, 問1
Inequalitybot [86]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1769997384006918161

0079132人目の素数さん2024/03/21(木) 21:12:31.31ID:X8MM5heP
>>66
[5]
第1証明:
 (左辺)−1 = {(xy+yz+zx-3)^2 + 2(xyz−1)[2xyz−(x+1)(y+1)(z+1)+6]}/{(x-1)(y-1)(z-1)}^2
  ≧0,     (← xyz=1)
 
第2証明:
 a = x/(x-1), b = y/(y-1), c = z/(z-1),
を代入すると、xyz=1 という条件は abc = (a-1)(b-1)(c-1) に同値になる。
この式から
 (左辺) = aa + bb + cc
  = (a+b+c−1)^2 + 1 + 2{(a-1)(b-1)(c-1)−abc}
  = (a+b+c−1)^2 + 1
  ≧ 1.

0080132人目の素数さん2024/03/23(土) 14:48:46.29ID:th372JkH
>>71
[174]
 a+b+c = s, ab+bc+ca = t, abc = u,
とおくと
 ss = (aa+bb+cc) + t + t,

(左辺) ≧ (1/ab + 1/bc + 1/ca) s^4
 = (s/u) s^4
 = (s^6) /su
 = (aa+bb+cc + t + t)^3 /su
 ≧ 27 (aa+bb+cc) tt/su
 ≧ 81 (aa+bb+cc).    (← tt≧3su)

0081132人目の素数さん2024/03/24(日) 02:17:22.98ID:JQZhW1Hp
〔問題189〕
a, b, c >0 に対して、以下の不等式が成り立つことを証明せよ:
  {(a+2b)(b+2c)(c+2a)}^2 ≧ 27(ab+bc+ca)^3,

だるまにおん:作
Casphy!−高校数学板−不等式スレ1−339
2chの過去スレ (第3章)−727, 737, 739
Inequalitybot [189]
 https://twitter,com/Inequalitybot/status/1771144946873217064


[補題]
a+b+c=s, ab+bc+ca=t とおくと
 |(a-b)(b-c)(c-a)| ≦ (2/√3)(ss-3t)t/s,
等号成立は {a, b, c} = {0, √3 -1, √3 +1} のとき。

0082132人目の素数さん2024/03/24(日) 17:35:28.25ID:JQZhW1Hp
(a-b)(b-c)(c-a) = 凵@を 差積 とよぶ。


 |處 ≦ 2/(3√3)・(ss-3t)^{3/2},
(略証)
 竸2 = (4/27)(ss-3t)^3 − (1/27){(2a-b-c)((2b-c-a)(2c-a-b)}^2
    ≦ (4/27)(ss-3t)^3.


〔問題3.98〕
任意の実数a,b,cに対して
 |處 ≦ 9/(16√2)・(ss-2t)^2 /s

IMO-2006
Inequalitybot [7]
佐藤(訳)「美しい不等式の世界」朝倉書店 (2013) p.142
 問題3.98

0083132人目の素数さん2024/03/24(日) 17:36:23.79ID:JQZhW1Hp
〔問題1.96〕
a,b,c を非負実数とする。このとき、
 |(a-b)(b-c)(c-a)| ≦ (a^3+b^3+c^3−3abc)/4
(略証)
b は a, c の中間にあるとする。
 a^3+b^3+c^3 − 3abc = (a+b+c)(aa+bb+cc-ab-bc-ca),
と因数分解する。
 a+b+c ≧ |a-b| + |b-c| + min{|a-b|, |b-c|}
 aa + bb + cc - ab - bc - ca = (a-b)^2 + (a-b)(b-c) + (b-c)^2,
辺々掛けて
 a^3+b^3+c^3−3abc ≧ (|a-b|+|b-c|)^3
 = (|a-b|+|b-c|)^2・|c-a|
 ≧ 4|a-b||b-c||c-a|
 = 4|處,

 ルーマニアMO-2007
 佐藤(訳)「美しい不等式の世界」朝倉書店 (2013) p.43
 演習問題1.96

0084132人目の素数さん2024/03/24(日) 17:37:47.38ID:JQZhW1Hp
〔楠瀬の不等式〕
a,b,c ≧0 とする。このとき、
 |(a-b)(b-c)(c-a)| ≦ (a^3+b^3+c^3−3abc) / Ku,
ここで
 Ku = √(9+6√3) = 4.403669475   (楠瀬の定数)

 数学セミナー, Vol.31, No.4&7 日本評論社 (1992年4月号&7月号)

0085132人目の素数さん2024/03/25(月) 03:26:20.48ID:t3sAe982
>>82
 {(3/2)ss} + 3(ss-3t) = 4{(9/8)(ss-2t)} = 4・AM,

GM-AM で
{(3/2)ss}(ss-3t)^3 ≦ {(9/8)(ss-2t)}^4,
 等号成立は ss+6t = 0 のとき。
 (a, b, c) = ((1+3/√2), 1, (1−3/√2))

∴ |處 ≦ 2/(3√3)・(ss-3t)^{3/2} ≦ 9/(16√2)・(ss-2t)/|s|,


〔問題3.98-改〕
a,b,c を非負実数に制限するとき、
 |處 ≦ (1/4) (ss-2t)^2 /s,
 等号成立は  (a, b, c) = (0, 1, (1+√2))

0086132人目の素数さん2024/03/30(土) 23:43:07.03ID:U0szAjv9
〔問題30〕
正の実数 a,b,c >0 が aa ≦ bb+cc, bb ≦ cc+aa, cc ≦ aa+bb を満たすとする。
このとき、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 (a+b+c)(aa+bb+cc)(a^3+b^3+c^3) ≧ (aa+bb+cc)^3 ≧ 4(a^6+b^6+c^6),

JMO-2001, 問3

Inequalitybot [30]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1773983650553696305

0087132人目の素数さん2024/04/14(日) 02:13:27.23ID:TQbd33b9
>>73
[195]
x=b-c, y=c-a, z=a-b 等とおくと
 (左辺)−(右辺) = 8(ss-3t)^3 − 54刧
  = 2{(2x-y-z)(2y-z-x)(2z-x-y)}^2
  ≧ 0,

>>76
[97]
 x=√(bc/a), y=√(ca/b), z=√(ab/c),
 s = x+y+z, t = xy+yz+zx = a+b+c, u = xyz = √(abc),
とおく。
題意より、 t+u = 4,
∴ u ≦ 1, t ≧ 3, s ≧ √(3t) ≧ 3。
∴ s(ss-tt) = F1(x y z) + (st-9)u ≧0,
∴ s ≧ t.

0088132人目の素数さん2024/04/14(日) 02:40:35.23ID:TQbd33b9
>>77
[3]
AM-GMより、
 (2a+b+c)^2 ≧ 4(a+b)(a+c) etc,
 (左辺) ≦ (a+b+c)/{2(a+b)(b+c)(c+a)} = s/{2(st-u)} ≦ 9/(16t),
                   (st-u) ≧ (8/9)st ↑
題意より、
 tt ≧ 3abc(a+b+c) = 3abc(1/a+1/b+1/c) = 3t,
∴ t ≧ 3。

>>78
[86]
(左辺)^2 = 4(aa+bb+cc) + 4√(aa+bb)√(bb+cc) + … + …
 ≧ 4(aa+bb+cc) + 2(a+b)(b+c) + 2(b+c)(c+a) + 2(c+a)(a+b)
 = 3(a+b)^2 + 3(b+c)^2 + 3(c+a)^2
 = (中辺)^2.

>>81
[189]
 (左辺) − (右辺) = (3st+)^2 - 27t^3
  = 9(ss-3t)tt + 6st + 刧,
∴ [補題] に帰着する。
 前スレ第3章−727, 737, 739

0089132人目の素数さん2024/04/14(日) 02:54:24.47ID:TQbd33b9
凾フ外接円の半径をR, 内接円の半径をrとすると
 R−2r > 0,
 OI = √{R(R-2r)},   Chapple-Euler
このとき、凾フ面積Sが取りうる値の範囲は
 r√(2RR+10rR-rr−2√{R(R-2r)^3}) ≦ S ≦ r√(2RR+10rR-rr+2√{R(R-2r)^3}),

高校数学の質問スレ_Part434−88

0090132人目の素数さん2024/04/14(日) 05:00:50.02ID:TQbd33b9
S:最小のとき
 h = R + r −√{R(R-2r)},
 底辺 2(√r)√(4R+r-2h),
 斜辺 √(2hR),

S:最大のとき
 h = R + r + √{R(R-2r)},
 底辺 2(√r)√(4R+r-2h),
 斜辺 √(2hR),

0091132人目の素数さん2024/04/18(木) 04:12:33.24ID:wAg8T1zy
〔問題44〕
正の実数 a, b, c >0 に対して、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 (2a+b+c)^2/[2aa+(b+c)^2] +(2b+c+a)^2/[2bb+(c+a)^2] +(2c+a+b)^2/[2cc+(a+b)^2] ≦ 8

 USAMO-2003 問5
 Inequalitybot [44]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1780265040589054125

0092132人目の素数さん2024/05/04(土) 01:55:18.26ID:ft2h0fgD
>>91
[44]
a+b+c = s とおく。
(2a+b+c)^2/{2aa+(b+c)^2}
 = (a+s)^2/{2aa+(s-a)^2}
 ≦ 4a/s + 4/3,     (← a=s/3 で接線を曳く)
循環的にたす。

a=s/3 での接線より下側に来る。計算は面倒だが。。。

0093132人目の素数さん2024/05/04(土) 02:26:44.55ID:ft2h0fgD
>>86
[30]
コーシーにより、
 (左辺) ≧ (aa+bb+cc)^3
 = 4(a^6+b^6+c^6) + 6(abc)^2 + 3(bb+cc-aa)a^4 + 3(cc+aa-bb)b^4 + 3(aa+bb-cc)c^4
 ≧ 4(a^6+b^6+c^6) + 6(abc)^2
 = (右辺),

0094132人目の素数さん2024/05/04(土) 02:41:55.66ID:ft2h0fgD
〔問題185〕
a+b+c=1 を満たす非負実数 a,b,c ≧ 0 に対して以下の不等式が成り立つことを示せ:
 a/[1+9bc+4(b-c)^2] + b/[1+9ca+4(c-a)^2] + c/[1+9ab+4(a-b)^2] ≧ 1/2,

JMO-2014, 問5
Inequalitybot [185]
https://twitter,com/Inequalitybot/status/1786002848133914750
Casphy! - bbs - highmath - 不等式2 - 176&186

0095132人目の素数さん2024/05/19(日) 19:42:50.68ID:7Ch48rj3

[185]
コーシーにより、
(左辺) = aa/{a+9abc+4a(b-c)^2} + cyclic
 ≧ (a+b+c)^2/{s+27u+4(st-9u)}
 ≧ sss/{2sss−F1(a,b,c)}    (s=1)
 ≧ 1/2.          (Schur-1)

0096132人目の素数さん2024/06/05(水) 01:28:22.99ID:CW+dMJ4E
〔問題18〕
 正の実数 x,y,z>0 に対して以下の不等式が成り立つことを示せ:
 (xx+yz)/√{2xx(y+z)} + (yy+zx)/√{2yy(z+x)} + (zz+xy)/√{2zz(x+y)}
   ≧ √x + √y + √z,

アジア太平洋MO-2007 問4
Inequalitybot [18]
佐藤(訳) 「美しい不等式の世界」 朝倉書店 (2013) 問題3.91

0097132人目の素数さん2024/06/05(水) 01:36:47.30ID:CW+dMJ4E
〔問題48〕
 正の実数 a,b,c >0 に対して、以下の不等式が成り立つことを示せ:
 (a^5−aa+3) (b^5−bb+3) (c^5−cc+3) ≧ (a+b+c)^3,

USA-MO-2004 問5
Inequalitybot [48]


* (x^5−xx+3) − (x^3 +1 +1) = (x^3−1)(xx−1) ≧ 0,

0098132人目の素数さん2024/06/05(水) 02:03:51.33ID:CW+dMJ4E
〔問題99-改〕
正の実数 a,b,c,d >0 に対して次の不等式が成り立つことを示せ:
 (a/b+b/c+c/d+d/a) + (b/a+c/b+d/c+a/d) ≧ 8A/G,
ここに A = (a+b+c+d)/4, G = (abcd)^{1/4}.

IMO-2008 shortlist A5
Inequalitybot [99]

0099132人目の素数さん2024/06/06(木) 01:03:06.96ID:PdO4Zr/G
exp(x-y) + exp(x-w) ≧ 2exp((3x+z)/2)
exp(y-z) + exp(w-z) ≧ 2exp((-x-3z)/2)

3/4 exp((3x+z)/2) + 1/4 exp((-x-3z)/2)
≧ exp(x)

3/8 exp(x-y) + 3/8 exp(x-w)
+ 1/8 exp(y-z) + 1/8 exp(w-z)
≧ exp(x)

3/8 exp(x-y) + 3/8 exp(x-w)
+ 3/8 exp(z-y) + 3/8 exp(z-w)
+ 1/8 exp(y-z) + 1/8 exp(w-z)
+ 1/8 exp(y-x) + 1/8 exp(w-x)
≧ exp(x) + exp(z)

0100132人目の素数さん2024/06/06(木) 14:56:23.59ID:odnKv/V6

0101132人目の素数さん2024/06/06(木) 16:09:38.66ID:6RsVF3Lk
Let n be a positive integer.
Let x_1 ≧ x_2 ≧ …… ≧ x_n and y_1 ≧ y_2 ≧ ……≧ y_n
 be 2n real numbers such that
 x_1 + x_2 + …… + x_n = 0,
 y_1 + y_2 + …… + y_n = 0,
and
 x_1^2 + x_2^2 + …… + x_n^2 = 1,
 y_1^2 + y_2^2 + …… + y_n^2 = 1.
Prove that
 Σ[i=1,n] (x_i*y_i − x_i*y_{n+1-i}) ≧ 2/√(n-1),

proposed by David Speyer and Kiran Kedlaya.

0102132人目の素数さん2024/06/07(金) 01:05:34.12ID:8Og2fqwy
>>98
AM-GMより
 (2a/b + b/c) + a/d ≧ 4a/G,
 a/b + (d/c + 2a/d) ≧ 4a/G,
  G = (abcd)^{1/4},
辺々たすと
 (3a/b + b/c) + (d/c + 3a/d) ≧ 8a/G,
巡回的にたす。

0103132人目の素数さん2024/06/11(火) 13:41:30.22ID:s0vzjHwR
〔問題828〕
a,b,c は実数の定数とする。
 f(x) = |axx+bx+c|
 g(x) = |cxx+bx+a|
とおく。
-1≦x≦1 において f(x)≦1 を満たしているとき、
-1≦x≦1 において g(x)≦2 となることを示せ。

高校数学の質問スレ_Part435 - 828, 848, 857
京都大の問題らしい。(大数の評価 D)

0104132人目の素数さん2024/06/12(水) 22:57:32.67ID:+eQLufR0
↑ 条件は
 |a-b+c| = f(-1) ≦ 1,
 |c| = f(0) ≦ 1,
 |a+b+c| = f(1) ≦ 1,
でも十分らしいけど……

0105132人目の素数さん2024/06/14(金) 08:23:49.11ID:XkQGZ61U
>>103
1995年度京大後期

0106132人目の素数さん2024/06/15(土) 20:56:16.58ID:xakgg+mx
>>104
Max{|a-b+c|, |a+b+c|} = |a+c| + |b|,
を使うらしい…

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