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

321

Äänestä

    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. Ikävöin sinua kokoyön!

      En halua odottaa, että voisin näyttää sinulle kuinka paljon rakastan sinua. Toivon, että uskot, että olen varsin hullun
      Ikävä
      61
      4188
    2. KALAJOEN UIMAVALVONTA

      https://www.kalajokiseutu.fi/artikkeli/ei-tulisi-mieleenkaan-jattaa-pienta-yksinaan-hiekkasarkkien-valvomattomalla-uimar
      Kalajoki
      112
      2731
    3. Jos sinä olisit pyrkimässä elämääni takaisin

      Arvelisin sen johtuvan siitä, että olisit taas polttanut jonkun sillan takanasi. Ei taida löytyä enää kyliltä naista, jo
      Tunteet
      45
      2232
    4. Kadonnut poika hukkunut lietteeseen mitä kalajoella nyt on?

      Jätelautta ajautunut merelle ja lapsi uponnut jätelautan alle?
      Kalajoki
      29
      1883
    5. Älä mahdollisesti ota itseesi

      En voinut tietää. Sitäpaitsi.. niin
      Ikävä
      24
      1843
    6. Ota nainen yhteyttä ja tee Tikusta asiaa?

      Niin sitten minä teen Takusta asiaa.
      Ikävä
      28
      1556
    7. Joku hukkui Hyrynsalmella?

      Oliko mökkiläinen taas?
      Hyrynsalmi
      17
      1400
    8. Hukkuneet pojat kalajoella pakolaisia?

      Eivät osanneet suomea nimittäin.
      Maailman menoa
      65
      1310
    9. Mitä sinä mietit

      Mies?
      Ikävä
      132
      1270
    10. Metsästysmökki

      Metsästyskortti saapui. Lisäksi metsästysmökki varata!
      Kuhmo
      31
      1178
    Aihe