| こんにちは ニューアクションβをやっていてわからないところが複数出てきたので回答のほどをよろしくお願いします。
ニューアクションβのp81の練習55の
「文字はすべて実数とするとき、シュワルツの不等式を用いて、次の不等式を証明せよ。 また等号が成り立つのはどのようなときか。」 の(2)ですが、解答は、
a,b,c,x,y,zは実数であるから、 シュワルツの定理 (a^2+b^2+c^2)(x^2+y^2+z^2)≧(ax+by+cz)^2 ・・・?@ が成り立つ。 ?@において、x=1,y=1,z=1 とすると、 (a^2+b^2+c^2)(1^2+1^2+1^2)≧(a・1+b・1+c・1)^2 よって 3(a^2+b^2+c^2)≧(a+b+c)^2 a+b+c=1 であるから 3(a^2+b^2+c^2)≧1 ゆえに a^2+b^2+c^2≧1/3 等号が成り立つのは a:b:c=1:1:1 また、a+b+c=1 であるから a=b=c=1/3 のときである。
と書いてるのですが、なぜ x=1,y=1,z=1とするのか、また 等号が成り立つのがなぜ a:b:c=1:1:1 なのかがよくわかりません。 どうかよろしくお願いします。
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No.2497 - 2009/03/18(Wed) 16:22:26
| ☆ Re: / ka-o ♂ [東海] [学校教員] | | | | ゴマさん、こんばんは。
a+b+c=1のとき、a^2+b^2+c^2≧1/3を示せ。 という問題でよろしいのでしょうか?
>なぜx=1,y=1,z=1とするのか 証明問題でたいせつなのは、「条件をどのように使うか」です。 この問題の場合、あらかじめシュワルツの不等式を用いてと書いてあるので、条件a+b+c=1 をシュワルツの不等式の中にどう組み込むかが大切になってきます。
まずシュワルツの不等式の左辺に注目してください。そこにはa^2+b^2+c^2が登場してき ますね。また示す不等式にもa^2+b^2+c^2が登場してきます。ただシュワルツの不等式に 登場してくるx^2+y^2+z^2は示す不等式には登場しません。つまり、x,y,zになにかしら数 字を代入して、x,y,zという文字をなくせばよいことが想像できます。 今度は式の右辺に注目してください。ここにはax+by+czが出てきています。x,y,zに何か しら数字を代入したとき、どんな数を代入すればまだ使っていない条件a+b+c=1をうまく 組み込めるか、そう考えると最も簡単なのはx=y=z=1になりませんか?
>なぜa:b:c=1:1:1なのか シュワルツの不等式において等号が成立するための条件はa:b:c=x:y:zであることです。 この場合x=y=z=1としたのでa:b:c=1:1:1になります。
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No.2500 - 2009/03/18(Wed) 20:34:04 |
| ☆ Re: / ゴマ ♂ [関東] [高校1年生] | | | | こんばんは 回答ありがとうございます。 > a+b+c=1のとき、a^2+b^2+c^2≧1/3を示せ。 > という問題でよろしいのでしょうか? その通りです。記入し忘れてました、すいません。
> >なぜx=1,y=1,z=1とするのか > 証明問題でたいせつなのは、「条件をどのように使うか」です。 > この問題の場合、あらかじめシュワルツの不等式を用いてと書いてあるので、条件a+b+c=1 > をシュワルツの不等式の中にどう組み込むかが大切になってきます。 > > まずシュワルツの不等式の左辺に注目してください。そこにはa^2+b^2+c^2が登場してき > ますね。また示す不等式にもa^2+b^2+c^2が登場してきます。ただシュワルツの不等式に > 登場してくるx^2+y^2+z^2は示す不等式には登場しません。つまり、x,y,zになにかしら数 > 字を代入して、x,y,zという文字をなくせばよいことが想像できます。 > 今度は式の右辺に注目してください。ここにはax+by+czが出てきています。x,y,zに何か > しら数字を代入したとき、どんな数を代入すればまだ使っていない条件a+b+c=1をうまく > 組み込めるか、そう考えると最も簡単なのはx=y=z=1になりませんか? なるほど、x=y=z=1を代入することによってa^2+b^2+c^2≧1/3を導きやすくしているのですね。 ということはx=y=z=1またはa+b+c=1をうまく組み込めるx,y,zにおいてでしかこの不等式は成り立たないのですか?
> >なぜa:b:c=1:1:1なのか > シュワルツの不等式において等号が成立するための条件はa:b:c=x:y:zであることです。 > この場合x=y=z=1としたのでa:b:c=1:1:1になります。 シュワルツの不等式を利用すればいいのですね。
また回答のほどをよろしくお願いします。
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No.2501 - 2009/03/18(Wed) 21:23:34 |
| ☆ Re: / ka-o ♂ [東海] [学校教員] | | | | ゴマさん、こんばんは。
理解していただいて何よりです。
>ということはx=y=z=1またはa+b+c=1をうまく組み込めるx,y,zにおいてでしかこの不等式は成り立たないのですか? 「うまく組み込める」かどうかはわかりませんが、とりあえずa+b+c=1を利用できるようなx,y,zでないと、この不等式は成り立ちません。
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No.2514 - 2009/03/20(Fri) 20:18:22 |
| ☆ Re: / ゴマ ♂ [関東] [新高校1年生] | | | | こんばんは 返信遅くなりましたすいません。 >「うまく組み込める」かどうかはわかりませんが、とりあえずa+b+c=1を利用できるようなx,y,zでないと、この不等式は成り立ちません。 そうですか、a+b+c=1を利用できるようなx,y,zでないといけないのですね。 回答ありがとうございました。まだ少し別の問題でも質問があるので近日、別にスレッドをたてますのでよければまた回答よろしくおねがいします。
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No.2531 - 2009/03/22(Sun) 00:31:19 |
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