forex さんの質問が消えているので解決したのかも知れませんが、回答を作ったので掲載します。 ご質問は、別紙(画像)の(3)の答案の式の置き換えをどのように思いつくかということでした。
下に凸な関数の性質を使う問題ですね。下記のようにするとともに、グラフを描いて考えると見通しが良いのではないかと思います。
(3) y=d-a,x=c-b,v=d-b,w=c-a とおくと x+y=v+w …(ア) またx<v<y,x<w<y なので v=(1-s)x+sy,0<s<1,w=(1-t)x+ty,0<t<1 なるs,tがとれる。
v+w=(2-(s+t))x+(s+t)y=x+y (∵(ア)) ∴ (1-(s+t))(x-y)=0 ここで x<yなので 1-(s+t)=0…(イ)
このとき (2) から (1-s)f(x)+sf(y)>f((1-s)x+sy)=f(v) (1-t)f(x)+tf(y)>f((1-t)x+ty)=f(w) よって (2-(s+t))f(x)+(s+t)f(y)>f(v)+f(w)
(イ)より f(x)+f(y)>f(v)+f(w) すなわち f(d-a)+f(c-b)>f(d-b)+f(c-a)
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No.62200 - 2019/11/08(Fri) 19:16:26
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