• ベストアンサー

相加平均、相乗平均の関係

x^2+y^2=2を満たす正の数x、yに対して 2/(x^2)+8/(y^2)の最小値と、そのときのx、yの値を求めよ。 この問題って明らかに相加平均、相乗平均の関係を使う問題ですよね? それをつかって最小値が10になったんですが回答には9となっていました 計算間違いとおもって1時間以上も計算しつづけたんですがやはり最小値が10にしかなりえません この問題で相加平均、相乗平均の関係をもちいることは不可能なのでしょうか?それとも私の計算ミスでしょうか?

  • corum
  • お礼率14% (40/274)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#47975
noname#47975
回答No.2

2/x^2 + 8/y^2 = kとおいて、 2y^2 + 8x^2 = kx^2y^2とし、 y^2 = 2 - x^2を代入すれば、 2(2-x^2)+8x^2 = kx^2(2-x^2) 4-2x^2 + 8x^2 = 2kx^2ーkx^4 kx^4 + (6-2k)x^2 + 4 = 0を得ます。 ここで、y^2 = 2 -x^2かつx、yは正の数より、 0 < x^2 < 2となるようなkの範囲を求めると k=9が最小値になります。 後、相加平均・相乗平均の関係は気軽に用いてしまうと思わぬ落とし穴に 陥ります。下記のURLを参照して下さい。 http://onohiro.hp.infoseek.co.jp/amanojack2/a/kisokaku028.htm

その他の回答 (1)

  • kkkk2222
  • ベストアンサー率42% (187/437)
回答No.1

貴殿の解法は不明ですが、 (1/2)(x^2+y^2)=1 (1/2)[x^2+y^2)(2/(x^2)+8/(y^2)] =(1/2)[2+2(y^2)/(x^2)+8(x^2)/(y^2)+8] 相加相乗部分は 2(y^2)/(x^2)+8(x^2)/(y^2)≧2*4 となりますが。

関連するQ&A

  • 相加相乗平均で

    相加相乗平均で x>0のとき x+1/x+4x/(x^2+1)の最小値と最小値を与えるxの値を求めよ。 という問題が分かりません。 a=x+1/x、 b=4x/(x^2+1) とおいて相加相乗平均の公式に当てはめてみたのですがあってるでしょうか? ちなみに最小値は4です。 また、最小値を与えるxの値がどうしてもわかりません。 両辺にx(x^2+1)を掛けて計算しようとするとxの4乗の方程式になってしまって解けません。 数学の出来る方、解き方を教えてくださると嬉しいです。

  • 相加相乗平均について教えてください

    相加相乗平均というものを習ったのですが、どういうものなのか、どういう時に使うものなのかが全く分かりません。 相加相乗平均というものを使っての最小値、最大値、等号の求め方の解説をなるたけわかりやすく教えていただけないのでしょうか? それと一回解いた問題なのですが、授業でやったもので理解があまり出来ていなくて困っています。なぜこの下記の問題に相加相乗平均を使うのかが分かりません。下記の問題の解説もできればよろしくお願いします。 直角三角形に半径rの円が内接していて、三角形の3辺の長さの和と円の直径との和が2となっている。このとき以下の問いに答えよ。 1、この三角形の斜辺の長さをrで表せ。 2、rの値が問題の条件を満たしながら変化するとき、この三角形の面積の最大値を求めよ。 以上が問題となります。よろしければ、相加相乗平均を使う問題と使わない問題の見分け方を教えてください。 よろしくお願いします。 1の問題が[x+y=1-2r]、2の問題が[直角三角形のとき最大値1/8]という答えになるそうです。

  • 相加相乗平均について

    cosQ=1/2√3(2x+1/x)で、Qが最大になる時xの値は?(x>o) 考えたのですが、 Qが最大→cosQが最小です。 cosQが最小になる時を考える ここで、相加相乗平均より cosQ=1/2√3(2x+1/x)≧1/2√3×2√(2x+1/x)=√6/3 等合成立のときは2x=1/x x=1/√2 相加相乗平均って、どういうときにつかうのですか? どんな問題の時にですか? 今回の式は二次関数でなくグラフ書いて判断無理なので、相加相乗でやるのですか? よくわからないです。 あと、√6/3って、だす必要あるのですか? あと、x=1/√2 ときに、最小値cosQ=√6/3  という意味ですよね。 今回相加相乗でやるようにヒントもらったので、このようにやりました。 どなたか、混乱している私に教えてください。

  • 相加相乗平均について

    今学校で相加相乗について習っているのですが 3文字の相加相乗で x+y+z≧3(xyz)^(1/3)となるのは解るのですが x+y+zをまず x+yで相加相乗を使い、2(xy)^(1/2)とし、 さらに2(xy)^(1/2)とzでもう一回相加相乗をつかって 2( 2(xy)^(1/2)*z )^(1/2) とするのは間違いなのでしょうか? x+y+z≧3(xyz)^(1/3)では等号はx=y=z x+y+z≧2( 2(xy)^(1/2)*z )^(1/2)では等号はx=y=2zとなってしまいます。 授業では4文字の相加相乗平均a+b+c+dをa+b c+dと分け 2文字の相加相乗を三回使い証明していましたが三文字の場合では違うのでしょうか 自分でいろいろ考えたのですが、よく解りません。 どなたかわかる方宜しくお願いします。

  • 変数の関係に相加相乗平均を使っていいのか

    質問の意味が分かりかねるかもしれませんが、例えば x>0において、x+1/xの最小値を求めよ。 という問題は、相加相乗平均の関係より x+1/x≧2√x*(1/x)=2 ゆえに最小値は2 というように、文字が消えます。 しかし、次の問題 x+y+z=π, x>0, y>0, z>0のとき、sinx*siny*sinzの最大値を求めよ という問題で、 相加相乗平均の関係より sinx*siny*sinz≦{sinx+siny+sinz/3}^3 … (A) 等号成立はsinx=siny=sinzより、x=y=z=π/3 ゆえに、最大値は(√3/2)^3=3√3/8 というふうにやろうとしたのですが、 (A)の時点で変数が残っています。 このやり方は可能でしょうか?

  • 相加・相乗平均の関係

    相加・相乗平均の関係について質問です。 相加・相乗平均の式は、不等式の証明等でよく使いますし、なかなか自分でも使い慣れてきたとは思うのですが、考えてみると、どうして成立するのか。そもそも、どうして相加・相乗平均の式で最小値が求まるのか、疑問がわいてきました。そこで質問なのですが、相加・相乗平均の式の意味を教えてください。あともう一点、もし証明するようなことが可能であれば、証明の仕方を教えてください。大学受験レベルでは必要ないでしょうか?よろしくお願いいたします。

  • 相加相乗平均を使う問題、使い方

    こんばんは、 微分法・積分法の問題を教えていただきたいです。 ある問題で、途中は省略しますが、 a>0の定数とする。S=4a/3+64/3a がaが正の値をとって変化するとき、Sはa=4において、最小値32/3 をとる。 とありました。 解答には、a>0より、相加平均≧相乗平均より、 4a/3+64/3a≧2√4a/3×64/3a すなわち、S≧32/3が成り立つ。 とありました。どうして、ここの場面で相加相乗平均を用いて、答えを出すのでしょうか?あと、いまだに、相加相乗をいつ用いたらよいのかが、わからなくて、困っています。 どなたか、教えてください。回答お待ちしています。

  • 相加相乗調和平均

    x>0,y>0のとき、相加相乗調和平均の関係を使って,xy/(x^2+4y^2) の最大値を求める問題の解き方がわかりません。 解説していただけませんか。

  • 相加平均、相乗平均を使う問題。。

    両端が放物線y=x^2の上にある線分ABの中点をPとする。 点A、Bのx座標をそれぞれ、a,bとし、Pの座標を(p,q)とする。 (1)~(3)は問題のみ書きます。 (1)pおよびqを、aとbを用いて表せ。 (2)積abを、pとqを用いて表せ。 (3)線分ABの長さが4であるときqをpの式で表せ (4)線分ABが長さを4に保って動くとき、qの最小値と、そのときのpの値を求めよ。 という相加平均・相乗平均の関係を使って答えを出す 問題なんですが、どうして、この関係を使って解くか いまいちわかりません。教えてください!! (4)のことです。 ちなみに答えは、 p^2+1/4>0であるから、相加・相乗平均の関係を用いて、 q=1/(p^2+1/4) +p^2+1/4-1/4 ≧2-1/4 =7/4 等号成立は、p^2+1/4=1つまりp=±√3/2のときである。 したがって、qの最小値は 7/4(p=±√3/2のとき) です。よろしくお願いします。

  • 大学受験における相加平均・相乗平均の関係

    相加平均・相乗平均の関係というものがありますよね 0≦a 0≦b →  √ab ≦ (a+b)/2 これは大学受験でも結構使う場面があるのですが 私には、毎回かなり突拍子も無く出てくる印象があります 私は定型問題はほとんど落とさず 初見の問題でも、既知の定理を使って、かなり食いつけるようになって きたのですが、相加平均・相乗平均の関係を使うべき場面で 相加平均・相乗平均の関係を使うことを思いつかず、その問題を落とすという ことが多々あります ほかの定理では問題文から落ち着いて考えていけば その定理を使うという発想が出てくるのですが、相加平均・相乗平均の関係 を使うべき場面では、どうすればそれを使うことが思いつけるのかわかりません ab と a+b が出てきたら怪しいな ab と a+b が最小最大にからまって出てきたらかなり怪しいな という考え方ぐらいしか思いつかないのですが、それ以外にどう考えていけば 相加平均・相乗平均の関係を思い出せるようになるのでしょうか?