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

388

    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. Silmienvääntelijä-persut pääsivät Japanissa sarjakuvaan

      Torille! https://www.hs.fi/kulttuuri/art-2000011943173.html
      Maailman menoa
      176
      4967
    2. Nato kaatamassa Petterin haaveileman Tunnin junan?

      Nato edellyttää pohjoisessa Jäämereltä Rovaniemelle saakka kapearaitesta suoraa rautatieväylää, joka maksaa paperirahaa,
      Maailman menoa
      18
      4346
    3. Donald Trump pääsi samalle listalle Sanna Marinin kanssa

      Eli vasemmistolaisen Time-median top 100 jännäihmisten listalle. https://time.com/collections/time100-next-2021/5937699
      Maailman menoa
      9
      3087
    4. Älkää vaan sairastuko syöpään Suomessa

      Tilaston mukaan Suomi, Slovakia ja Latvia lääkitsee aivan pohjamudissa syöpää. Sairastunutta hoidetaan edelleen vanhana
      Maailman menoa
      248
      2910
    5. Kyllä, maata ei halua puolustaa nimenomaan punavihreän puolen edustajat

      "Esimerkiksi maanpuolustushenki on keskimääräistä alempana naisten, arvoliberaalien, heikossa taloustilanteessa olevien
      Maailman menoa
      143
      2852
    6. Sä veit mun sydämen ihan totaalisesti

      Aivan totaalisesti..
      Ikävä
      52
      2491
    7. Oot se sinä

      Ihan varmasti oot, tuo olemus ei valehtele 😘💓🪅 🏡 ihana 😍🙏
      Ikävä
      27
      1919
    8. Vieläkö olet

      Rakastunut minuun? Minä sinuun
      Ikävä
      34
      1723
    9. Ei siinä kauan

      Menisi jos olisimme kahden
      Ikävä
      21
      1711
    10. Toivotko vielä kohtaamista

      Kaivattusi kanssa?
      Ikävä
      63
      1677
    Aihe