- 締切済み
シュワルツの不等式?
{∫(x+a)(x+b)dx}^2≦{∫(x+a)^2dx}{∫(x+b)^2dx}を示せ。 (↑積分区間は0から1です↑) という問題で、回答では {∫(x+a)^2dx}=A {∫(x+a)(x+b)dx}^2=B {∫(x+b)^2dx}=C とおき、 tを任意の実数とすると {t(x+a)+(x+b)}^2≧0であるから ∫{t(x+a)+(x+b)}^2dx=・・・=At^2+2Bt+C≧0 (↑積分区間は0から1です↑) で、 At^2+2Bt+C=0の判別式をDとすると D/4 = B^2-AC≦0 ゆえに {∫(x+a)(x+b)dx}^2≦{∫(x+a)^2dx}{∫(x+b)^2dx} とあるのですが、 『tを任意の実数とすると {t(x+a)+(x+b)}^2≧0であるから』 どうしてこう置いたのか、よくわかりません。 すいませんが、教えて頂けたらうれしいです。
- みんなの回答 (1)
- 専門家の回答
みんなの回答
関連するQ&A
- シュワルツの不等式
現在、「シュワルツの不等式」を勉強していますがわからない問題があります。これは大学受験用参考書に載っている問題です。どなたかおわかりになる方がいらっしゃれば教えていただきたいと思います。宜しくお願いいたします。 問題は f(x)、g(x)はともに区間a≦x≦bで定義された連続関数とする。このとき、tを任意の実数とし、∫(a→b){f(x)+tg(x)}^2dxを考えることにより、次の不等式を証明せよ。 {∫(a→b)f(x)g(x)dx}^2≦∫(a→b){f(x)}^2dx∫(a→b){g(x)}^2dx また、どのようなときに統合が成立するか述べよ。です。 全くわからなくて、解答をみたのですが、解答をみても納得いかないところがあります。 解答は、 任意のtについて、{f(x)+tg(x)}^2≧0から、∫(a→b){f(x)+tg(x)}^2dx≧0 t^2∫(a→b){g(x)}^2dx+2t{∫(a→b)f(x)g(x)dx}+∫(a→b){f(x)}^2dx≧0 ⅰ)∫(a→b){g(x)}^2dx=0のとき、a≦x≦bでつねにg(x)=0 ・・・ ⅱ) ∫(a→b){g(x)}^2dx>0のとき・・・ とあります。 ⅰのときのところで質問です。 ∫(a→b){g(x)}^2dx=0のとき、a≦x≦bでつねにg(x)=0とは必ずしもそういえますか? たとえば、g(x)がaとbの中間で点対称のグラフでも、 ∫(a→b){g(x)}^2dx=0 となると思います。必ずしもg(x)=0とは言えないと思いますが・・・。 解答を読んでもよくわかりません。 この解答の意図するところもよくわかりません。(途中までしか書いてませんが。) 私の勉強不足なのですが質問する人がいないため、困っています。どなたかご存知の方がいらっしゃれば、教えていただきたいと思います。また説明不足の点があれば補足させていただきますので宜しくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- コーシー・シュワルツの不等式の証明について
コーシー・シュワルツの不等式の証明について 二次不等式を使った証明なのですが、場合分けをする理由がよくわかりません。 どなたかご教示お願いします。 問.tがどんな実数値を取っても常に(at-x)^2+(bt-y)^2≥0であることを用いて、次の不等式を証明せよ。 (a^2+b^2)(x^2+y^2)≥(ax+by)^2 これを証明するには、 (at-x)^2+(bt-y)^2≥0の左辺をtについて整理して (a^2+b^2)t^2-2(ax+by)t+x^2+y^2≥0 したがってtの2時不等式が得られるので、(左辺)≥0となる条件から D/4=(ax+by)^2-(a^2+b^2)(x^2+y^2)≤0 移行して (a^2+b^2)(x^2+y^2)≥(ax+by)^2 と、ここまでは導けたのですが、解答では (i)a^2+b^≠0 すなわち a^2+b^2>0のとき (ii)a^2+b^2=0 すなわち a=b=0のとき と場合分けをして、どちらも成り立つことを証明しています。 この二次不等式が0以上であるためには判別式D≦0とともにa^2+b^2>0(下に凸)という条件が入ってくるのだと思いますが、それならば(ii)はいらないのではないでしょうか。2つの場合が成り立たなければならない理由はなんでしょうか。 よろしくお願いいたします。
- 締切済み
- 数学・算数
- シュワルツの不等式の証明(ものすごく基本?)
題名の証明をしているのですが、わからないところがあります。証明するときにはなんか積分の部分をAやらBやらCやらに置いて不等式At^2+2Bt+C≧0としています。そしてこれが成り立つための条件がA>0、B^2-AC≦0またはA=B=0、C≧0となっています。 このB^2-AC≦0の部分がわからないのです。解をもつのならB^2-AC≧0になるのではないのですか? かなり基本的(ひょっとしたら二次不等式の問題?)なのですがよろしくおねがいます。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ∫[0→1]|x^2+ax+b|dxの最小値についてヒントください
a,bを任意の実数とするとき、積分∫[0→1]|x^2+ax+b|dxの値の最小値を次の方法で求めるのですが(4)がわからないのでヒントを教えて下さい (1)Aを実数として|A|+A≧0、(等号はA≦0のとき) |A|-A≧0、(等号はA≧0のとき)を証明せよ (2)関数f(x)について I=∫[0→1]f(x)dx, J=∫[0→c]f(x)dx+∫[c→d]f(x)dx+∫[d→1]f(x)dx ただし、0<c<d<1とおく I≧Jを証明せよ。また等号が成立する条件を求めよ (3)f(x)=x^2+ax+bとおくときJの値をa,b,c,dで表し、a,bについて整理しJの値がa,bに関係なく一定となるc,dの値を求めよ (4)積分∫[0→1]|x^2+ax+b|dxの最小値と、その時のa,bの値を求めよ。 という問題です(1)はAを正負に分けて証明すればできました。 (2)はI-Jとおいて、積分区間を0→c,c→d,d→1の三つに分けて(1)を利用して証明できました。等号が成立する条件も(1)からわかりました。 (3)は計算してa(c^2-d^2+1/2)+2b(c-d+1/2)+2/3(c^3-d^3+1/2) a,bの係数が0と置いてc=1/4,d=3/4がでました。 (4)が全く分かりません(c,dがx^2+ax+b=0の解ぐらいです (4)のヒントを何か下さい・・・・・よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- コーシーシュワルツの不等式
文字は全て実数 √(a^2+b^2+c^2)*√(x^2+y^2+z^2)≧|ax+by+cz| を利用して 10(2a^2+3b^2+5c^2)≧(2a+3b+5c)^2 を証明せよ。という問題です。 調べてみると上記のシュワルツの不等式を利用するようなのですが うまい変形が思いつきませんでした。 ご教授お願いいたします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- シュワルツの不等式で等号の成立条件の証明論理を教えて下さい
恥ずかしいのですが、 シュワルツの不等式で等号の成立条件の証明論理を理解していないことに、唐突に、気が付きました。 いくつかのサイトや教科書を見ましたがとてもさりげないです。丁寧な高木貞治先生の本でもさらりとかわされているような。 長くなりました。いろいろ考えた結果、 S(t)=||tf-g||^2=At^2-2Bt+C≧0 とおいて判別式が0ならばa,bを定数として S(t)=(at-b)^2のように書ける。するとあるt=t0(=b/a)が1つ存在して S(t0)=0となる。 すなわち、S(t0)=||t0・f-g||^2=0となる。ノルムまたは内積の性質から t0・f-g=0となり、fとgは比例する(逆は明白)。 以上のような論理が必要に思いましたが、どうでしょうか?考えすぎでしょうか? ご意見下さい。m(_ _)m(なお、A=0,a=0とかの細かいことは省略)
- 締切済み
- 数学・算数
- 定積分と微分の関係?
F(x)=∫f(t)dt (定積分の区間は下端a、上端x)⇔F'(x)=f(x)かつF(a)=0 を証明する。 (→)d/dx・∫f(t)dt (定積分の区間は下端a、上端x)=f(x) かつF(a)=∫f(t)dt (定積分の区間は下端a、上端a)=0 であるから容易に証明される。 (←)F'(x)=f(x)であるからF(x)は不定積分の1つであり ∫f(x)dx=F(x)+C(Cは積分定数) またF(a)=0であるから ∫f(t)dt (定積分の区間は下端a、上端x)=[F(t)] (定積分の区間は下端a、上端x)=F(x)-F(a)=F(x) よって証明された。 とかいてあったのですがどういう意味なのかわからないんです!! 教えてください!!
- ベストアンサー
- 数学・算数