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

329

    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. Purran tuhoja tuskin saadaan koskaan korjatuksikaan

      Purra on aiheuttanut Suomen taloudelle karmaisevat tuhot. Sen lisäksi Purra on ajanut myös suuren osan Suomen kansasta k
      Maailman menoa
      163
      10605
    2. Marinin tuhojen korjaaminen kestää kahdeksan vuotta

      Nyt on vasta neljännes mennyt ja ensimmäiset korjausliikkeet saatu liikkeelle. Innokkaimmat olivat odottaneet että jo t
      Maailman menoa
      88
      7491
    3. Miksi persuilla ei ole firmoja?

      Kuten vasemmisstolaisilla, esim. Sannalla MA\PI. Eikö ole aika erikoista?
      Maailman menoa
      106
      7377
    4. Se oli Orpo joka rynni Eagle S -alukselle

      Vastoin kaikkia kansainvälisen merenkäynnin sääntöjä. Kunpa olisi ollut purjehtija Harkimo Suomen johdossa silloin. ht
      Maailman menoa
      3
      7346
    5. Aamun Riikka: työttömyydessä lähestytään viime laman synkintä vaihetta

      Nopeasti mentiiin upean Marinin hallituksen ennätystyöllisyydestä toiseen ääripäähän, kohti Suomen historian kurjimpia t
      Maailman menoa
      22
      7321
    6. Persut hommasivat Suomeen 35 000 pientä lasta v. 2015

      Onko Riikka Purra nyt tavoittelemassa tätä samaa historiallista persujen utopiaa? Purram kaksinaamaisessa pelissä vaadit
      Maailman menoa
      42
      7269
    7. Miksette persut irtisanoudu Kirkin lausunnoista?

      Kirkhän muun muassa vaati raiskattuja naisia pidättäytymään abortista ja vaimoja alistumaan aviomiestensä tahtoon. Mik
      Maailman menoa
      113
      6677
    8. Purran vuoro kiihoittua Lepomäen sääristä

      "Ulkoministeri Elina sanoo, ettei muuta pukeutumistaan sen mukaan, kenet tapaa, ja että hän ei suostuisi peittämään kasv
      Maailman menoa
      29
      6506
    9. Demarikultin uhri kertoo

      Demarikultin uhri kertoo: “En saanut mennä edes suihkuun ilman lupaa” – Seksuaalisen hyväksikäytön uhri kertoo vuosistaa
      Maailman menoa
      88
      5733
    10. Persujen kaksoisstandardit: Räsäsen uhkailu paha, Virran uhkailu hyvä

      Tässä taas nähdään kuinka kaksinaamaista porukkaa persut ovat. Mitäs persut tähän?
      Maailman menoa
      48
      5515
    Aihe