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数学の問題がわかりません。

正の数a(1),a(2),…,a(n)に対し,S(n)=(1/n)Σ(n)(i=1)a(i),T(n)=(nル-ト)√(a(1)a(2)…a(n))と定める。 (1) S(2)≧T(2)を示せ。 (2) (1)を用いて, S(4)≧T(4)を示せ。 (3) S(n)≧T(n)が, n=2^(k) (kは自然数)のとき成立するならば, n=2^(k+1)のときも成立することを示せ。 わかる方、できれば詳しく教えてもらえるとありがたいです。

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  • asuncion
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回答No.1

(1) S(2) = (a(1) + a(2)) / 2 > 0 T(2) = √(a(1)a(2)) > 0 ともに正の数であるから、両方を2乗して大小関係を調べても問題ない。 (S(2))^2 - (T(2))^2 = (a(1)^2 + 2a(1)a(2) + a(2)^2) / 4 - a(1)a(2) = (a(1)^2 - 2a(1)a(2) + a(2)^2) / 4 = (a(1) - a(2))^2 / 4 ≧ 0 ∴S(2) ≧ T(2) 等号が成立するのはa(1) = a(2)のとき (2) S(4) = (a(1) + a(2) + a(3) + a(4)) / 4 > 0 T(4) = (a(1)a(2)a(3)a(4))^(1/4) > 0 ここで、 s(1) = (a(1) + a(2)) / 2 s(2) = (a(3) + a(4)) / 2 u = (s(1) + s(2)) / 2 t(1) = √(a(1)a(2)) t(2) = √(a(3)a(4)) v = √(t(1)t(2)) とおくと、(1)の結果よりu ≧ v u = S(4), v = T(4)であるから、S(4) ≧ T(4) (3)は、(2)での議論が一般のkにおいて成立することを言えばよいと思います。

saitakaTS
質問者

お礼

とてもわかりやすい説明をありがとうございました!! これをもとに勉強します!

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