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集合と論理

「a,b∈R ab≧1⇒a^2+b^2≧a+bであることを証明せよ。」 この問題について私は相加相乗平均の関係を用いて a^2+b^2≧2√a^2b^2=2|ab|≧2 などと色々計算しましたが、なかなか証明できません。 証明方法についてご回答宜しくお願いします。

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  • take_5
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回答No.1

>この問題について私は相加相乗平均の関係を用いて a>0、b>0という条件がない以上、相加平均と相乗平均の関係は使えない。 では、どうするか? a^2+b^2≧a+b → (a-1/2)^2+(b-1/2)^2≧(1/2)^2 ‥‥(1) ab≧1 ‥‥(2) (1)と(2)をab平面上に図示すると、明らか。 (別解) a+b=m、ab=nとすると、n≧1、m^2-4n≧0 ‥‥(1) a^2+b^2-(a+b)=m^2-2n-m ‥‥(2)であるから、(1)の条件で(2)≧0が成立する事を証明すればよい。 ab平面上に図示すると、すぐ分るだろう。

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その他の回答 (4)

  • take_5
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回答No.5

外野が煩いから、実数解の条件がいらない解を披露しよう。。。。。笑 a+b=x、a-b=yとすると、2a=x+y、2b=x-yであるから、ab≧1よりx^2-y^2≧4 ‥‥(1) (注)aとbは実数から、当然にもxとyも実数。従って、実数解の条件は不要。 a^2+b^2-(a+b)=(1/2)*(x^2-2x+y^2)である。 y^2≧0より、x^2-2x=x(x-2)≧0が示されると良い。 ところが、(1)よりx≧2、or、x≦-2であるから、いずれにしてもx^2-2x=x(x-2)≧0。 (おわり)

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  • take_5
  • ベストアンサー率30% (149/488)
回答No.4

私へのレスですか? >つまり判別式D=x^2-4y≧0の範囲の(x,y)しか取れないということです。 >この制約条件を書かないと減点対象です。 書いてますけれど。↓ n≧1、m^2-4n≧0 ‥‥(1)

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  • Sin0
  • ベストアンサー率26% (5/19)
回答No.3

take_5さんのようにx=a+b,y=abと置き換える方法はよく使うので推奨します。 回答に書いてありますが、この置き換えの際にx,yが実数(a,b∈R) をとる条件として 「t^2-(a+b)t+ab=t^2-xt+y=0の2解a,bが実数解をもつ」という制約がかかるのに注意してください。つまり判別式D=x^2-4y≧0の範囲の(x,y)しか取れないということです。 この制約条件を書かないと減点対象です。 余談失礼しました。

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  • take_5
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回答No.2

書き込みミス。。。。。。笑 >ab平面上に図示すると、すぐ分るだろう。       ↓ mn平面上に図示すると、すぐ分るだろう。 m^2-2n-m=kとすれば、k≧0を示すだけ。

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