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

374

    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. Arman Alizadin viesti puna-aktivisteille: "Pitäkää lärvinne nytkin kiinni"

      Arman Alizad kritisoi vasemmiston kaksinaismoralismia. Iranissa syntynyt suosikkijuontaja Arman Alizad pakeni perheensä
      Maailman menoa
      355
      4531
    2. Minja Koskela nostanut vasemmistoliiton kannatuksen ennätykseen

      Koskela valittiin puolueen johtoon lokakuussa 2024, ja silloin Ylen kysely antoi puolueelle 9,3 prosentin kannatuksen.
      Maailman menoa
      148
      2558
    3. Antti johtaa Petteriä jo 7,1 prosenttiyksiköllä

      Tällä menolla sdp menee kokoomuksesta kierroksella ohi jo tällä vaalikaudella. https://yle.fi/a/74-20213575
      Maailman menoa
      82
      2166
    4. Harmi nainen kun

      olet niin elähtäneen näköinen. Miestä et koskaan löydä itelles. j
      Ikävä
      145
      1710
    5. Eikö me voitais

      Vaan harrastaa seksiä kun muusta ei tule mitään
      Ikävä
      26
      1247
    6. Hotelli kainuu

      Mietityttää, hotelli Kainuussa, se, että asiakkaat voivat valita ketä saa olla ja ketä ei, Illan aikana asiakkaina!
      Kuhmo
      44
      1242
    7. Kuinka pitkä välimatka

      on teidän kotien välillä?
      Ikävä
      36
      1205
    8. Mistä kehon osasta

      Pidät minussa eniten?
      Ikävä
      79
      1121
    9. Ovatko vastasyntyneet vauvat syntisiä?

      Se ihmisten keksimä järjetön perisynti, jos ovat!
      Luterilaisuus
      356
      1116
    10. Seuraavakin hallitus joutuu leikkaamaan

      Sitähän tämä hallitus nyt höpöttää, kun itse on ajanut tilanteen katastrofaaliseksi. Orpon hallitus lähti suurin puhein
      Maailman menoa
      143
      1029
    Aihe