Todista epäyhtälö

Anonyymi-ap

x,y ja z ovat positiivisia reaalilukuja ja ja x+y+z = 3 ..
Todista että
sqrt(x) + sqrt(y) + sqrt(z) >= xy + yz + zx .

12

375

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Tehdään muuttujanvaihdos x=1+a, y=1+b, z=1+c, jotta "tarkasteltava kohta" (eli se, jossa epäyhtälö on yhtälö), siirtyy origoon.

      Nyt pitää osoittaa että kaikille a,b,c>-1, joille a+b+c=0, pätee

      sqrt(1+a) + sqrt(1+b) + sqrt(1+c) >= ab + bc + ca + 3.

      Käytetään neliöjuurelle arviota sqrt(1+x) >= 1 + 1/2*(x-x^2):

      sqrt(1+a) + sqrt(1+b) + sqrt(1+c)
      >= 3 + 1/2(a+b+c) - 1/2*(a^2+b^2+c^2)
      = 3 - 1/2*(a^2+b^2+c^2).

      Riittää siis osoittaa, että

      a^2+b^2+c^2 + 2(ab + bc + ca) <= 0.

      Mutta tämähän on itseasiassa yhtälö:

      0 = (a+b+c)^2 = a^2+b^2+c^2 + 2(ab + bc + ca).

      • Anonyymi

        Jos a+b+c = 0 kuten sinulla on, niin sen neliökin = 0.
        a^2 + b^2 +c^2 = - 2(ab+bc+ca)
        a^2+b^2+c^2 >= 0. Siis ab+bc+ca <= 0
        Olet todistanut että sqrt(x) + sqrt(y) + sqrt(z) >= luku, joka on < = 3 etkä sitä mitä pyydettiin.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Jos a b c = 0 kuten sinulla on, niin sen neliökin = 0.
        a^2 b^2 c^2 = - 2(ab bc ca)
        a^2 b^2 c^2 >= 0. Siis ab bc ca <= 0
        Olet todistanut että sqrt(x) sqrt(y) sqrt(z) >= luku, joka on < = 3 etkä sitä mitä pyydettiin.

        Huomaa kolmonen tuolla 4. rivin oikealla puollella. Se tulee siitä kun

        xy+yz+zx
        = (1+a)(1+b) + (1+b)(1+c) + (1+c)(1+a)
        = 3 + 2*(a+b+c) + ab+bc+ca
        = 3 + ab+bc+ca.

        Se kumoutuu 8. rivin kolmosen kanssa ja päädytään 10. riviin.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Jos a b c = 0 kuten sinulla on, niin sen neliökin = 0.
        a^2 b^2 c^2 = - 2(ab bc ca)
        a^2 b^2 c^2 >= 0. Siis ab bc ca <= 0
        Olet todistanut että sqrt(x) sqrt(y) sqrt(z) >= luku, joka on < = 3 etkä sitä mitä pyydettiin.

        Todistettavan epäyhtälön oikea puoli on ab + bc + ca + 3, joten ihan oikeaa asiaa on todistettu. Toki on helppo nähdä, että alkuperäisen epäyhtälön oikea puoli on enimmillään 3, mutta tämä ei tee todistuksesta väärää.


      • Anonyymi

        Sait tuossa tuloksen, että

        sqrt(1+a) + sqrt(1+b) + sqrt(1+c ) >= 3 - 1/2*(a^2+b^2+c^2)
        Mutta a^2 + b^2 + c^2 > = 0
        joten tuo neliöjuurien summa > = luku, joka on korkeintaan 3.

        Dixi


      • Anonyymi

        Olet todistanut, että
        sqrt(x)+sqrt(y) + sqrt(z) >= ((x-1)(y-1) + (y-1) (z-1) + (z-1) (x-1) + 3 =
        6+xy + yz + zx - 2x - 2y - 2z = xy + yz + zx + 6 - 2*3 = xy + yz + zx

        Oikealtahan tuo näyttää.
        Aloittaja-anonyymi


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Olet todistanut, että
        sqrt(x) sqrt(y) sqrt(z) >= ((x-1)(y-1) (y-1) (z-1) (z-1) (x-1) 3 =
        6 xy yz zx - 2x - 2y - 2z = xy yz zx 6 - 2*3 = xy yz zx

        Oikealtahan tuo näyttää.
        Aloittaja-anonyymi

        Mutta lukijoille voisi selventää mistä sait tuon arvion
        sqrt(1+x) >= 1 + 1/2 (x-x^2). Kyllähän se tosi on.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Mutta lukijoille voisi selventää mistä sait tuon arvion
        sqrt(1 x) >= 1 1/2 (x-x^2). Kyllähän se tosi on.

        Sen voi ihan funktiota tutkimalla. Tavallaan laitetaan suurin mahdollinen paraabeli neliöjuuren alle (koskettaa -1:ssä ja 0:ssa).


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Sen voi ihan funktiota tutkimalla. Tavallaan laitetaan suurin mahdollinen paraabeli neliöjuuren alle (koskettaa -1:ssä ja 0:ssa).

        Tässä toinen todistus:
        Keskiarvoepäyhtälöstä seuraa, että
        x^2 + sqrt(x) + sqrt(x) >= 3 x. Samanlainen epäyhtälö pätee muuttujille y ja z. Laskemalla nämä yhteen ja muistaen, että x+y+z = 3, saadaan
        x^2+y^2+z^2 + 2*( sqrt(x) + sqrt(y) + sqrt(z) ) >= 3 (x+y+z) = (x+y+z)^2 =
        x^2 + y^2 + z^2 + 2 x y + 2 yz + 2 zx
        mot
        Aloittaja-anonyymi


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tässä toinen todistus:
        Keskiarvoepäyhtälöstä seuraa, että
        x^2 sqrt(x) sqrt(x) >= 3 x. Samanlainen epäyhtälö pätee muuttujille y ja z. Laskemalla nämä yhteen ja muistaen, että x y z = 3, saadaan
        x^2 y^2 z^2 2*( sqrt(x) sqrt(y) sqrt(z) ) >= 3 (x y z) = (x y z)^2 =
        x^2 y^2 z^2 2 x y 2 yz 2 zx
        mot
        Aloittaja-anonyymi

        O n n e a v a a n k e v ä ä n y l i o p p i l a s m a t e m a t i i k a n k i r j o i t u k s i i n


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tässä toinen todistus:
        Keskiarvoepäyhtälöstä seuraa, että
        x^2 sqrt(x) sqrt(x) >= 3 x. Samanlainen epäyhtälö pätee muuttujille y ja z. Laskemalla nämä yhteen ja muistaen, että x y z = 3, saadaan
        x^2 y^2 z^2 2*( sqrt(x) sqrt(y) sqrt(z) ) >= 3 (x y z) = (x y z)^2 =
        x^2 y^2 z^2 2 x y 2 yz 2 zx
        mot
        Aloittaja-anonyymi

        Ai niin AM-GM, ja kuutiojuuren alle tulee x^3. Sehän onkin kätevää.
        Liekö koko lausekkeelle jotain Cauchy-Schwarz tms. tyyppistä todistusta (että ei yksittäisiä termejä arvioida)? Oikea puoli näyttää painotetulta keskiarvolta,


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Ai niin AM-GM, ja kuutiojuuren alle tulee x^3. Sehän onkin kätevää.
        Liekö koko lausekkeelle jotain Cauchy-Schwarz tms. tyyppistä todistusta (että ei yksittäisiä termejä arvioida)? Oikea puoli näyttää painotetulta keskiarvolta,

        C-Sch ei oikein ole tuon muotoinen. Enpä usko että siitä löytyisi todistus. Vaan eihän sitä koskaan tiedä mitä joku saattaa keksiä!


    Ketjusta on poistettu 3 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Kelekkakisat

      Mikä vakava onnettomuus sattunut kisoissa. On peruttu koko kisat. Pelastuskopteri näytti käyvän paikalla.
      Nivala
      21
      10865
    2. Aivan kauheaa

      Veikö koskiuoma taas ihmishengen? Se pitää kieltää!
      Imatra
      40
      8117
    3. Onko kaivattusi

      …mielestäsi älykäs, tai kenties tyhmä? Oma mielipide.
      Ikävä
      123
      5211
    4. Kuinka pitkä välimatka

      on teidän kotien välillä?
      Ikävä
      131
      3593
    5. Epäilen ettet edes

      Kehtaisi liikkua kanssani.
      Ikävä
      69
      3548
    6. Virkamiehille tarvitaan tuntuvat palkankorotukset

      Naistenpäivänä on syytä muistuttaa, että virkamiehen euro on vain 80 senttiä. Palkat tulee saattaa samalle tasolle yksi
      Maailman menoa
      35
      3504
    7. Oletko huomannut

      Yhden muutoksen?
      Ikävä
      33
      3147
    8. Jäikö meidän välit

      Mielestäsi Kesken?
      Ikävä
      55
      2489
    9. Olisipa saanut sinuun

      Tutustua paremmin. Harmi että aloin lopulta jännittämään kun näytit tunteesi niin voimakkaasti ja lähestyit niin voimaak
      Ikävä
      35
      1981
    10. Miltä mahtaa tuntua

      Sitten kun näet hänet pitkästä aikaa?
      Tunteet
      28
      1766
    Aihe