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不等式への招待 第5章

■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
0001不等式ヲタ2010/10/24(日) 23:56:56
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

過去スレ
・不等式スレッド (Part1)  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://kamome.2ch.net/test/read.cgi/math/1245060000/

過去スレのミラー置き場:http://cid-d357afbb34f5b26f.skydrive.live.com/browse.aspx/.Public/

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

姉妹サイト(?)
Yahoo! 掲示板 「出題 不等式」 http://messages.yahoo.co.jp/bbs?.mm=GN&action=l&board=1835554&tid=bdpbja1jiteybc0a1k&sid=1835554&mid=10000
0153132人目の素数さん2011/02/04(金) 01:19:06
√2+√3>πを示せ
エレガントに頼むよ
0154132人目の素数さん2011/02/04(金) 13:18:51
√2+√3=3.14626...>π
0155132人目の素数さん2011/02/04(金) 13:21:32
エレガントを 求めるのは厨房
0156Fランク受験生2011/02/04(金) 13:43:44
>>152
〔補題〕
2次の正方行列 A,B について 
 det(A) + det(B) - tr(AB) + tr(A)・tr(B) = det(A+B),

計算しても等号がせいりつしません。
数値計算しても等号が成立しません。

どこがまちがっているのでしょうか
 det(A) + det(B) - tr(AB) + tr(A)・tr(B) ー det(A+B)=
a22 b11 + a23 a32 b11 + a33 b11 - a22 a33 b11 - a21 b12 - a23 a31 b12 +
a21 a33 b12 - a31 b13 + a22 a31 b13 - a21 a32 b13 - a12 b21 - a13 a32 b21 +
a12 a33 b21 + a33 b12 b21 - a32 b13 b21 + a11 b22 + a13 a31 b22 + a33 b22 -
a11 a33 b22 - a33 b11 b22 + a31 b13 b22 - a12 a31 b23 - a32 b23 +
a11 a32 b23 + a32 b11 b23 - a31 b12 b23 - a13 b31 + a13 a22 b31 -
a12 a23 b31 - a23 b12 b31 + a22 b13 b31 + a13 b22 b31 - a12 b23 b31 -
a13 a21 b32 - a23 b32 + a11 a23 b32 + a23 b11 b32 - a21 b13 b32 -
a13 b21 b32 + a11 b23 b32 + a11 b33 + a12 a21 b33 + a22 b33 - a11 a22 b33 -
a22 b11 b33 + a21 b12 b33 + a12 b21 b33 - a11 b22 b33
0157132人目の素数さん2011/02/04(金) 13:51:59
>>156
お前、受験板に帰れよ!
カーッ(゚Д゚≡゚д゚)、ペッ
0158132人目の素数さん2011/02/04(金) 13:54:04
147-148 は似非かはったりか?
0159132人目の素数さん2011/02/04(金) 14:51:36
新着レスがあると思ってみたら、便所の落書き未満だったり…
0160132人目の素数さん2011/02/04(金) 18:28:28
>>158
ということになります。
0161132人目の素数さん2011/02/04(金) 18:44:13
(π-x)^3=31 実数xをもとむ
 エレガントに頼むよ
0162132人目の素数さん2011/02/04(金) 19:14:14
156は何を計算してるのやら
2次の正方行列つってんだろが
0163132人目の素数さん2011/02/04(金) 20:39:09
[問題]
正定値対称行列 A,B に対して tA + (1-t)B (0≦t≦1) に対して、
t の関数 f(t) = det (tA + (1-t)B)^{-1} は下に凸であることを示せ。

   t det (A) + (1-t) det(B) ≦ det (tA + (1-t)B).
0164132人目の素数さん2011/02/04(金) 21:11:26
ばかばかし>>162
0165132人目の素数さん2011/02/04(金) 21:13:14
えらそうにしている割に程度低すぎ>>162
0166132人目の素数さん2011/02/04(金) 21:42:20
>>163
det (tA + (1-t)B). はn次の多項式
t det (A) + (1-t) det(B) はnの一次多項式

主張にムリガあるような気がするのだが?

たとえば t=〜0
(1-t) det(B) >=det ((1-t)B).kjなぜなら(1−t)>(1−t)^n

0167132人目の素数さん2011/02/04(金) 22:04:27
>>166
> たとえば t=〜0

すまんが、t=〜0 の意味を教えてもらえまいか?
0168132人目の素数さん2011/02/04(金) 22:12:53



          〜0



0169132人目の素数さん2011/02/04(金) 22:18:54
精子かYO!
0170132人目の素数さん2011/02/05(土) 00:51:07
>>163
det (tA + (1-t)B). はtのn次の多項式
t det (A) + (1-t) det(B) はtの一次多項式

主張にムリガあるような気がするのだが?

0171132人目の素数さん2011/02/05(土) 01:42:23
>>170
多項式の次数が違うことが、不等式が成立しないという根拠にはならんだろ。

例:実数 0< t <1 と自然数 n に対して、不等式 0< t^n < t は常に成立します。
0172132人目の素数さん2011/02/05(土) 01:45:16
というか凸函数におけるイェンセンの不等式を知らんのか?
0173132人目の素数さん2011/02/05(土) 02:48:24
>>170
多項式の次数が違うからといって、不等式が成立しないとは言ぇんぜん。
だな。
01741632011/02/05(土) 03:46:34
>>170
確かに主張は間違っていました。
(多項式の次数が違うからというのは理由にはなりません)

[>>163の訂正]
関数 f(t) = det (tA + (1-t)B )^{-1} は逆行列を取っているので、
凸性を表す不等式は(この f が凸であることを示すのが問い)
  t f(1) + (1 -t) f(0) ≧ f(t)
これを書き換えると、
  t det (A^{-1}) + (1-t) det(B^{-1}) ≧ det (tA + (1-t)B)^{-1}
と逆数を取った式でした。

あるいは、最初から A, B を逆行列 A^{-1}, B^{-1} (これらも正定値対称行列)にして
 t det (A) + (1-t) det(B) ≦ det (t^{-1} A + (1-t)^{-1} B)
という不等式を得ます。
0175132人目の素数さん2011/02/05(土) 04:02:00
>>166 >>170

t=0,1 のとき 左辺は0ゆえ、因数定理から
 t・det(A) + (1-t)・det(B) - det{t・A + (1-t)・B} = t(1-t)f(t;A,B),


(例) n=2 の場合、
 t・det(A) + (1-t)・det(B) - det{t・A + (1-t)・B} = t(1-t)det(A-B),
0176132人目の素数さん2011/02/05(土) 06:13:39
>>166 >>170

t=0,1 のとき 左辺は0ゆえ、因数定理から
 t^n・det{A} + (1-t)^n・det{B} - det{t・A + (1-t)・B} = t(1-t)g(t;A,B),


(例) n=2 の場合、
 t^2・det{A} + (1-t)^2・det{B} - det{t・A + (1-t)・B} = t(1-t)(tr{AB}-tr{A}tr{B}),
0177Fランク受験生2011/02/05(土) 21:00:57
>実数 0< t <1 と自然数 n に対して、不等式 0< t^n < t は常に成立します。

(1)n>=3のばあいは
(2)実数 0< t <1 と自然数 n に対して、不等式 0< an t^n+an-1t^(n-1)+,,, < t は常に成立しますか?
0178132人目の素数さん2011/02/08(火) 14:47:14
掃除していたら、昔のメモが出てきた、懐かしす…

問1.レベル(目糞)---------------------

a、b、c、d≧0 のとき、次式を証明せよ

1/a + 1/b + 4/c + 16/d ≧ 64/(a+b+c+d)


問2.レベル(鼻糞)---------------------

x、y、z≧0、x+y+z=1 のとき、次式を証明せよ

0 ≦ xy + yz + zx -2xyz ≦ 7/27
0179回答ー目糞2011/02/08(火) 23:58:19
(1)P=1/a + 1/b + 4/c + 16/d - 64/(a + b + c + d)
   q=abcd(a+b+c+d)P の極点をもとめると( 11個)
{(a,b,c,d)=(0,0,c,0),(0,0,0,d),(-d,0,0,d),(a,0,0,0),(a,0,-a,0),....(d/4,d/4.d/2.d)}

どの極点の値もq=0になる。
qの形態から 是が最小値になる。
q>=0
0180回答ー鼻糞2011/02/09(水) 00:33:05
q=xy + yz + zx -2xyz-Lamda(x+y-1)
の局地をもとめて
(L,x,y,z)={(4/9,1/3,1/3,1/3),(1/2,0,1/2,1/2),...}
qの値は{7/27,1/4,1/4,1/4}になる。
境界の(x、y、z)=(1,0,0) でq=0
0≦ xy + yz + zx -2xyz ≦ 7/27
0181132人目の素数さん2011/02/09(水) 02:29:03
>>178

問1(目糞)
 {a, b, c/2, c/2, d/4, d/4, d/4, d/4} の8個で相加・調和平均あるいはコーシー
だな。

問2(鼻糞)
右側
 -1/2 ≦ 1/2 -x, 1/2 -y, 1/2 -z ≦ 1/2, より
 -(1/2)^3 ≦ (1/2 -x)(1/2 -y)(1/2 -z) < (1/2)^3,
上限は 3つの因子が同符号(正)のときで、相乗・相加平均より
  (1/2 -x)(1/2 -y)(1/2 -z) ≦ {(3/2 -x -y -z)/3}^3 = (1/6)^3,
これを展開する。左側は (ry
0182132人目の素数さん2011/02/09(水) 07:48:14
問3.レベル(耳糞)-------------------------------

実数 x、y、z が、x+y+z=0 をみたすとき、次式を証明せよ

(|a|+|b|+|c|)^2 ≧ 2(a^2 + b^2 + c^2)

-----------------------------------------------

※ 差を取るのはミジンコでもできるので、エレガントに証明してください
 ミジンコといえば…
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20110204-OYT1T00057.htm

※ さらに n乗の場合に拡張できるなら、お願いします
0183132人目の素数さん2011/02/09(水) 07:49:18
>>182
ごめん、a、b、cをx、y、zで読み替えてください
0184132人目の素数さん2011/02/11(金) 00:21:14
>>182-183

問3(耳糞)
 ミジンコだが、差を取ってみた。

a+b+c = 0 より 三角不等式が成り立つ。
よって
 (左辺) - (右辺) = 2|ab| + 2|bc| + 2|ca| - a^2 - b^2 - c^2
 = |a|(|b|+|c|-|a|) + |b|(|c|+|a|-|b|) + |c|(|a|+|b|-|c|) ≧ 0,
01851842011/02/13(日) 02:46:47
>>183
 ごめん、a、b、cはn次元ベクトルだよね・・・・
0186132人目の素数さん2011/02/13(日) 05:53:59
>>153
あまりエレガントぢゃねぇが・・・・

6 > 6 - 2/(9^2) = (22/9)^2,
∴ √6 > 22/9,

(√2 + √3)^2 = 5 + 2√6 > 89/9 = (22/7)^2 + 5/(21^2) > (22/7)^2,
∴ √2 + √3 > 22/7,

ところで、
 (1/6)π^2 = ζ(2) < 5/3 - 1/48 < 5/3 - 1/49 = (1/6)(22/7)^2,
∴ 22/7 > π,

http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/math/1287119136/187 , 199
東大入試作問者スレ19
0187132人目の素数さん2011/02/13(日) 06:02:07
〔問題〕
 (14/3)√(5/11) > √2 + √3 を示してくださいです。
0188132人目の素数さん2011/02/13(日) 06:24:28
>>187

 485 > (√484)(√486) = 22(9√6) = 99(2√6),
∴ 485/99 > 2√6,
∴ (14/3)^2・(5/11) = 980/99 > 5 + 2√6 = (√2 + √3)^2,
0189132人目の素数さん2011/02/13(日) 11:06:40
>>136
Xは正定値なので、小行列式 det(A) >0である。
とくに A は正則行列なので、行列 X は以下のように分解できる。
 [A B] = [ I   O][A B]
 [C D]   [CA^{-1} I][O D-CA^{-1}B].
両辺の行列式を取れば、
 det(X) = det(A)・det(D-CA^{-1}B)
ここで X は対称行列なので C=B^t で A^{-1} も正定値行列なので、
det(D-CA^{-1}B) = det (D - B^t A^{-1}B) ≦ det(D).
よって、
 det(X) ≦ det(A)・det(D)
が示された。
0190132人目の素数さん2011/02/13(日) 17:13:26
>>189
上手いなあ・・・
0191132人目の素数さん2011/02/13(日) 21:58:06
>>153
ちっともエレガントぢゃねぇが・・・・

6 > 6 - 2/(9^2) = (22/9)^2,
∴ √6 > 22/9,
∴ (√2 + √3)^2 = 5 + 2√6 > 89/9,

ところで、
 (1/6)π^2 = ζ(2) < 5/3 - 1/48 < 5/3 - 1/54 = (1/6)(89/9) < (1/6)(√2 + √3)^2,
∴ √2 + √3 > π,

http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/math/1287119136/187 , 199
東大入試作問者スレ19
0192132人目の素数さん2011/02/14(月) 00:58:05
〔補題〕
3 + 1/8 < 31^(1/3) < π < 355/113 < 22/7 < √2 + √3 < √10,

http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/math/1287119136/220-222
東大入試作問者スレ19

・3 + 1/8 < 31^(1/3) は
 (3 + 1/8)^3 = 27 +27/8 +9/64 +(1/8)^3 = 31 -(5 -9/8 -1/64)/8 < 31,

・355/113 = 3 + 16/113 < 3 + 16/112 = 3 + 1/7 = 22/7,

・22/7 < √2 + √3 は >>186

・√2 + √3 < √10 は
 y = √x は上に凸: √a + √b < 2√{(a+b)/2} = √{2(a+b)},
 あるいは √a + √b = √{2(a+b) - (√a -√b)^2} ≦ √{2(a+b)},
0193132人目の素数さん2011/02/14(月) 14:02:05
  π^6 = 945ζ(6) = 945*(1+1/2^6+1/3^6+...)
> 945*(1+1/2^6+1/3^6) = 945 + 945/64 + 35/27 = 945 + (14*64+48+1)/64 + {1+ (27+5)/(27*4)} = 961 + 1/64 + 5/108
> 961 = 31^2 = ([3]√31)^6
0194132人目の素数さん2011/02/15(火) 02:48:13
>>193
お見事でござる。それでは次を出さねば・・・・

〔補題〕
 31^(1/3) < 306^(1/5) < π

左側は
 31^3 = 29791 < 29800,
 31^5 < 29800*31*31 = 298*310*310 < 306^3, (相乗・相加平均)

ハァハァ
0195132人目の素数さん2011/02/16(水) 21:56:14
このレベルの不等式を示すのに、(1/6)π^2 = ζ(2) を使うのはナンセンス。
証明すべきことより、(1/6)π^2 = ζ(2) の証明の方が遥かに難しく、証明になっとらんわw

ていうか、ここいつから大学入試問題スレになったんだよw
糞みたいな問題ばっかりで、詰まらない。

受験生は受験板でやれや

どうせ sin の無限積展開とか知らん奴は (1/6)π^2 = ζ(2) の事実を使うな!
0196132人目の素数さん2011/02/16(水) 21:57:24
>>191-194
巣に戻れやボケ!
0197132人目の素数さん2011/02/16(水) 22:23:34
君こそ消えたまえ!
0198132人目の素数さん2011/02/16(水) 23:09:57
sin(23^23)>1/2
0199132人目の素数さん2011/02/17(木) 06:26:46
>>197
あんたこそスレ違い
ここは受験問題のスレじゃない!

しかも、他スレのコピペだし
0200132人目の素数さん2011/02/17(木) 12:29:35
157 :132人目の素数さん:2011/02/04(金) 13:51:59
>>156
お前、受験板に帰れよ!
カーッ(゚Д゚≡゚д゚)、ペッ
0201132人目の素数さん2011/02/17(木) 14:14:52
どうして荒れるのかなぁ…
初代スレからの住人としては悲しい限り
0202132人目の素数さん2011/02/17(木) 14:33:46
このスレは今まで荒れることがなかったから耐性ないねw
スレの数が減ったために目につきやすくなったからある程度は仕方ないね。
スルーしとけばいいと思うよ。
0203132人目の素数さん2011/02/18(金) 13:53:48
>>201
入試問題ばかりになっちまったからだろ

スレ住人が塾講師の連中ばかりになっちまったというよ。
0204132人目の素数さん2011/02/18(金) 22:38:59
>>198 お願いします
0205132人目の素数さん2011/02/19(土) 21:50:20.35
>>198 >>204

http://www.wolframalpha.com/input/?i=Sin%5B23%5E23%5D

と言う他はない。
0206132人目の素数さん2011/02/20(日) 00:42:17.01
>>194
このレベルの不等式を示すのに (1/93555)π^10 = ζ(10) を使うのはナンセンス。
証明すべきことより、(1/93555)π^10 = ζ(10) の事実の方が遥かに難しいから、証明になっとらんわw
とは思いつつ・・・・

 π^10 = 93555ζ(10)
  = 93555・{1 + (1/2)^10 + ・・・・}
  > 93555・(1 + 1/1024)
  > 93555・(1 + 1/1155)
  = 93555 + 91
  = 93646
  = 306^2,
02072062011/02/20(日) 03:54:59.36
>>194 (訂正)

π^10 = ・・・・
 = ・・・・・
 > 93555・(1 + 1/1155)
 = 93555 + 81
 = 93636
 = 306^2,

∴ 306^(1/5) < π
0208132人目の素数さん2011/02/20(日) 04:19:51.61
>>192

y=1/x^6 は下に凸だから
 1/k^6 < ∫[k-0.5, k+0.5] 1/x^6 dx = (1/5){1/(k-0.5)^5 - 1/(k+0.5)^5},
これを使って
 (1/945)π^6 = ζ(6)
  = 1 + 1/2^6 + 1/3^6 + ・・・・
  < Σ[k=1,n] 1/k^6 + ∫[n+1/2,∞) 1/x^6 dx
  = 1 + 1/2^6 + 1/3^6 + 1/4^6 + 1/5^6 + 1/6^6 + 1/(5*6.5^5) (n=6 とおく)
  = 1 + (3^6 + 2^6 + 1)/(6^6) + 1/4^6 + 1/5^6 + 32/(5*13^5)
  = 1 + 794/(6^6) + 1/4^6 + 1/5^6 + 32/(5*13^5)
  < 1 + (35431020482 + 508289003 + 133244913 + 35886729)/(113^6)
  = 1 + 36108441127/(113^6)
  = 1 + 34122476865015/(945・113^6)
  < 1 + 34122530050120/(945・113^6)
  = (1/945)(355/113)^6,

∴ π < 355/133 ・・・・・・ 密率(「隋書」)

祖沖之(429-500)
02092082011/02/20(日) 04:33:00.68
>>192
またまた訂正・・・・

 π < 355/113 ・・・・・・ 密率
 π < 22/7   ・・・・・・ 約率
0210132人目の素数さん2011/02/20(日) 07:58:37.53
222/77 < π < 22/7
0211132人目の素数さん2011/02/20(日) 08:02:12.86
3555/1133 < π < 355/113
0212132人目の素数さん2011/02/20(日) 11:38:15.55
〔問題649〕
 a,b,c>0 のとき a+b+c=s とおくと
 a/√(s-b) + b/√(s-c) + c/√(s-a) < (5/4)√s,


casphy - 高校数学 - 不等式スレ 330, 375-376
→ 前スレ.649
0213132人目の素数さん2011/02/20(日) 23:44:56.31
>>195
 正n角形とその内接円・外接円を使うのは、面倒な割に、精度がいまいち・・・・
 ζ函数の方が効率がいいし・・・
 他にいい方法がないかと思う今日この頃・・・
0214132人目の素数さん2011/02/26(土) 05:15:12.79
今年の京大

1/2<a[i]<1のとき
Π(1-a[i])>1-2Σ(a[i]/2^i)
(i=2,3,…n)
0215132人目の素数さん2011/02/27(日) 07:19:26.19
>>214

左辺を P[n] とおくと、
 P[n] = P[n-1]・(1-a[n])
   = P[n-1] - a[n]・P[n-1]
   = ・・・・・
   = 1 - Σ[i=1,n] a[i]・P[i-1]
と
 P[0] = 1,
 P[i] < 1/(2^i)   (i≧1)
から。

http://nyushi.yomiuri.co.jp/11/sokuho/kyoto/zenki/sugaku_ri/images/mon4_1.gif

http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/math/1287119136/253
東大入試作問者スレ19
0216132人目の素数さん2011/02/27(日) 10:20:07.83
〔問題〕
 0 < x < π のとき 次を示せ。
(1) 1/sin(x) - 1/x > x/6,
(2) {1/sin(x)}^2 - 1/x^2 > 1/3,
0217132人目の素数さん2011/02/28(月) 03:57:23.98
今年の阪大で不等式の問題が出たが、難問だったらしい
0218132人目の素数さん2011/02/28(月) 06:32:54.58
>>217
+   +
  ∧_∧  +
 (0゚・∀・)    ワクワク、テカテカ…
 (0゚∪ ∪ +
 と__)__) +
0219132人目の素数さん2011/02/28(月) 10:19:21.16
阪大のってこれか
http://nyushi.nikkei.co.jp/honshi/11/ha1-21p.pdf
0220Fランク受験生2011/03/03(木) 00:49:07.67
内容は簡単だと思うけど計算間違いをしているかも。。。

(1)
S(a)=(1/2)(a^2+1)^(n-1)
(2)
a=4 のときx=1.76になる
0221132人目の素数さん2011/03/03(木) 23:48:54.04
>>217
全然難問じゃないじゃん。
大数で言うと C*** クラス。
0222132人目の素数さん2011/03/04(金) 02:52:40.02
↑ 解いてから言え
0223132人目の素数さん2011/03/04(金) 08:37:16.00
新参はまず過去レスを読んでこのスレの空気を知ってほしいね。
0224132人目の素数さん2011/03/04(金) 08:47:21.33
数人の自演スレだからなぁ
0225132人目の素数さん2011/03/04(金) 09:37:23.59

   / ̄ ̄\     
 /   _ノ  \  
 |   ( ●)(●)  <おっとそこまでだ
. |     (__人__)____
  |     ` ⌒/ ─' 'ー\
.  |       /( ○)  (○)\
.  ヽ     /  ⌒(n_人__)⌒ \
   ヽ   |、    (  ヨ    |
   /    `ー─−  厂   / ←>>224
   |   、 _   __,,/     \
0226132人目の素数さん2011/03/04(金) 10:49:02.96
その後224の行方を知る者は誰もいなかった。
0227132人目の素数さん2011/03/05(土) 12:42:07.49
>>226

http://kotonoha.cc/no/54040
0228132人目の素数さん2011/03/07(月) 21:32:08.20
もう工房の入試問題スレになっちまったな・・・orz
0229132人目の素数さん2011/03/07(月) 21:46:33.46
ageんな
0230猫は廃人 ◆MuKUnGPXAY 2011/03/08(火) 13:50:17.70
猫
0231猫はボケ老人 ◆MuKUnGPXAY 2011/03/08(火) 19:29:40.79
猫
0232132人目の素数さん2011/03/08(火) 19:36:06.98
猫は小便垂れ流し
0233猫はボケ老人 ◆MuKUnGPXAY 2011/03/08(火) 19:40:50.01
目的を達成スル為であれば小便でも何でも垂れ流しますワ。

猫
0234132人目の素数さん2011/03/14(月) 01:35:56.47
「不等式」大関清太
http://www.kyoritsu-pub.co.jp/series/kandokoro.html#zokkan

  ∧_∧
  ( ;´∀`) < こ、こりゃたまらんっ!
  人 Y /
 ( ヽ し
 (_)_)
0235132人目の素数さん2011/03/17(木) 15:37:44.25
a,b,c,dをabcd=1を満たす正の実数とするとき,
(a-1)(3a-7)+(b-1)(3b-7)+(c-1)(3c-7)+(d-1)(3d-7)≧0
を証明せよ。
0236132人目の素数さん2011/03/19(土) 01:36:36.10
>>235

 (左辺) = f(log(a)) + f(log(b)) + f(log(c)) + f(log(d)),
ここで
 f(x) = (e^x - 1)(3e^x - 7) = 3(e^x - 5/3)^2 - 4/3 ≧ -4/3,
とおいた。

 f "(x) = 12{e^x - (5/6)}e^x > 0,   (x≧0)
ゆえ、
 x≧0 では f は下に凸。
 f '(0) = -4,
 k = -0.64298265 = log(0.5257220384) < x < 0 では f(x) > -4x,  
そこで
 F(x) = f(x),    x < k, 0 < x
    = -4x,    k ≦ x ≦ 0
とおく。(函数凸包、function convex hull)
 F(x) は x ≧ k で下に凸(広義)である。

(1) a,b,c,d ≧ e^k のとき、凸不等式より
 (左辺) ≧ F(log(a)) + F(log(b)) + F(log(c)) + F(log(d))
    ≧ 4F(log(abcd)/4) = 4F(0) = 4f(0) = 0,

(2) a,b,c,d の中に e^k より小さいものが1つだけある(a)とき、凸不等式より
 f(log(b)) + f(log(c)) + f(log(d)) ≧ F(log(b)) + F(log(c)) + F(log(d))
  ≧ 3F(log(bcd)/3) = 3F(-log(a)/3) = 3f(-log(a)/3)
 (左辺) ≧ f(log(a)) + 3f(-log(a)/3) ≧ f(k) + 3f(-k/3) = 0.21780074,

(3) a,b,c,d の中に e^k より小さいものが2つ以上ある(a,b)とき
  f(log(a)) ≧ f(log(b)) ≧ 2.5719306, f(log(c))≧-4/3, f(log(d))≧-4/3,
 により成立。
0237132人目の素数さん2011/03/22(火) 06:15:56.83
今月は不等式が一杯載っている

Problem 365.
http://www.math.ust.hk/excalibur/v15_n4.pdf
0238132人目の素数さん2011/03/22(火) 06:18:57.91
C950、M1862、C944など
http://www.mat.uniroma2.it/~tauraso/GRA20/main.html
0239132人目の素数さん2011/03/25(金) 23:48:58.94
>>237

Problem 365.
負でない実数 a,b,c が ab+bc+ca = 1 を満たすとき、
 1/(a+b) + 1/(b+c) + 1/(c+a) - 1/(a+b+c) ≧ 2,
を示せ。
0240132人目の素数さん2011/03/26(土) 01:40:10.75
>>239
俺もこれが面白いと思った
まだ解けぬ〜
0241132人目の素数さん2011/03/27(日) 23:30:24.83
>>239-240

 附帯条件から考えて、a→cotα, b→cotβ, c→cotγ と置いてみる・・・
 α+β+γ = π より,
 (左辺) = 1/(cotα+cotβ) + 1/(cotβ+cotγ) + 1/(cotγ+cotα) - 1/(cotα+cotβ+cotγ)
  = (sinα・sinβ)/sin(α+β) + (sinβ・sinγ)/sin(β+γ) + (sinγ・sinα)/sin(γ+α) - (sinα・sinβ・sinγ)/(1-cosα・cosβ・cosγ)
  = (sinα・sinβ)/sinγ + (sinβ・sinγ)/sinα + (sinγ・sinα)/sinβ -2(sinα・sinβ・sinγ)/[(sinα)^2 + (sinβ)^2 + (cosγ)^2]
  = (sinα・sinβ・sinγ){(1/sinα)^2 + (1/sinβ)^2 + (1/sinγ)^2 - 2/[(sinα)^2 + (sinβ)^2 + (cosγ)^2]}
  = 2�勍{(1/a')^2 + (1/b')^2 + (1/c')^2 -2/[(a')^2 + (b')^2 + (c')^2]}
  = ・・・・
ここに、 a'=2R・sinα, b'=2R・sinβ, c'=2R・sinγ, �� = 2R^2・sinα・sinβ・sinγ,

まだ解けぬるぽ〜
0242132人目の素数さん2011/03/28(月) 07:26:05.27
1/x+y+1/y+z+1/z+x-1/x+y+z
=1/x+y+z*(z/x+y+x/y+z+y/z+x)+2/x+y+z
>=1/x+y+z*(x+y+z)^2/2(xy+yz+zx)+2/x+y+z
=x+y+z/2+2/x+y+z>=2 Q.E.D.
0243132人目の素数さん2011/03/28(月) 08:37:32.00
>>242
エスパー検定3級の俺には、どれが分母なのか読み取れねぇ・・・
0244132人目の素数さん2011/03/28(月) 09:52:08.74
>242
2行目から3行目に何を使ったのか分からない

1/(x+y) + 1/(y+z) + 1/(z+x) - 1/(x+y+z)
= 1/(x+y) + 1/(y+z) + 1/(z+x) - 3/(x+y+z) + 2/(x+y+z)
1/(x+y+z)で括る
= {1/(x+y+z)}*{(x+y+z)/(x+y) + (x+y+z)/(y+z) + (x+y+z)/(z+x) - 3} + 2/(x+y+z)
= {1/(x+y+z)}*{1 + z/(x+y) + 1 + x/(y+z) + 1 + y/(z+x) - 3} + 2/(x+y+z)
= {1/(x+y+z)}*{z/(x+y) + x/(y+z) + y/(z+x)} + 2/(x+y+z)
後は頼んだ>243
02452432011/03/28(月) 10:52:27.44
では、引き継いで頑張ってみます

3(x^2 + y^2 + z^2) - (x+y+z)^2 = (x-y)^2 + (y-z)^2 + (z-x)^2 ≧ 0

∴(x^2 + y^2 + z^2) ≧ (1/3)*(x+y+z)^2

z/(x+y) + x/(y+z) + y/(z+x)
= z^2/(zx+yz) + x^2/(xy+zx) + y^2/(yz+xy)
≧ z^2/(xy+yz+zx) + x^2/(xy+yz+zx) + y^2/(xy+yz+zx)
= (x^2 + y^2 + z^2)
≧ (1/3)*(x+y+z)^2

>>242の4行目から

= {1/(x+y+z)}*{z/(x+y) + x/(y+z) + y/(z+x)} + 2/(x+y+z)
≧ (x+y+z)/3 + 2/(x+y+z)
≧ 2√(2/3)

うむ、失敗したようじゃ…
02462432011/03/28(月) 10:56:30.96
>>245

>>242の4行目から → >>244の下から2行目から

だけど、もはやどうでもいい…
0247132人目の素数さん2011/03/29(火) 02:54:50.22
>>241
 鋭角△に限定しなければならぬ〜

 (a')^2 + (b')^2 ≧ (c')^2, etc.
0248132人目の素数さん2011/04/03(日) 15:07:21.35
>>238

M1852.
 f∈ C^1([0,1]) で f(0) = f(1) = -1/6. のとき次を示せ。

 ∫[0,1] {f '(x)}^2 dx ≧ 2∫[0,1] f(x) dx + 1/4,
0249132人目の素数さん2011/04/03(日) 15:38:26.07
>>248

部分積分により
 (右辺) = 2[ (x - 1/2)f(x) ](x=0,1) -2∫[0,1] (x - 1/2)f '(x)dx + 1/4
   = f(0) + f(1) + 1/4 -2∫[0,1] (x - 1/2)f '(x) dx
   = -1/12 -2∫[0,1] (x - 1/2)f '(x) dx,

  ∫[0,1] (x - 1/2)^2 dx = [ (1/3)(x - 1/2)^3 ](x=0,1) = 1/12,

よって
 (左辺) - (右辺) = ∫[0,1] {f '(x) + (x - 1/2)}^2 dx ≧ 0,
0250132人目の素数さん2011/04/03(日) 15:43:12.09
>>249
x - 1/2 という発想はどこから?
0251132人目の素数さん2011/04/03(日) 18:18:19.82
>>238

C925.
 f ∈ C^2([0,1]) で
 ∫[0,1] f(x)dx = 2∫[1/4,3/4] f(x)dx,
のとき、f "(x0) =0 を満たす点 x0 ∈ (0,1) が存在することを示せ。


C932.
 f : [0,1] → R は連続関数
 ∫[0,1] {f(x)}^3 dx = 0,
のとき、次を示せ。
 ∫[0,1] {f(x)}^4 dx ≧ (27/4){∫[0,1] f(x)dx}^4,


C944.
 f ∈ C^1([0,1])
 ∫[0,1] f(x) dx = 0,
 A ≦ f '(x) ≦ B   x∈[0,1]
のとき、次を示せ。
 A ≦ 12∫[0,1] x・f(x)dx ≦ B,
0252132人目の素数さん2011/04/03(日) 18:49:37.86
>>251

C925.
 (左辺) - (右辺)
  = ∫[0,1/4] f(x)dx - ∫[1/4,1/2] f(x)dx - ∫[1/2,3/4] f(x)dx + ∫[3/4,1] f(x)dx
  = ∫[0,1/4] {f(x) -f(x+1/4) -f(x+1/2) +f(x+3/4)} dx
  = ∫[0,1/4] g(x) dx
平均値の定理より
  = (1/4)g(a)         (0<a<1/4)
  = (1/4){f(a) -f(a+1/4) -f(a+1/2) +f(a+3/4)}
  = (1/16){f '(b) - f '(c)}  (a<b<a+1/4, a+1/2<c<a+3/4)
  = (1/16)(b-c)f "(x0),    (b<x0<c)
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