第7章 7.16

(1)

a2+b22(ab1)a^2+b^2 \geq 2(a-b-1)

a2+b22(ab1)0であればよいa^2+b^2-2(a-b-1) \geq 0 \quad \text{であればよい}

a2+b22a+2b+2=(a1)2+(b+1)22+2=(a1)2+(b+1)2a^2+b^2-2a+2b+2=(a-1)^2+(b+1)^2-2+2=(a-1)^2+(b+1)^2

(a1)20(a-1)^2 \geq 0 (b+1)20(b+1)^2 \geq 0 なので 与式は成り立つ 等号はa=1,b=1a=1,b=-1 のとき

(2)

a2+b2+c2(a+b+c)23a^2+b^2+c^2 \geq \frac{(a+b+c)^2}{3}

a2+b2+c2(a+b+c)2303a2+3b2+3c2(a+b+c)20であればよいa^2+b^2+c^2-\frac{(a+b+c)^2}{3} \geq 0 \quad 3a^2+3b^2+3c^2-(a+b+c)^2 \geq 0 \quad \text{であればよい}

2a2+2b2+2c22ab2ac2bc=(ab)2+(ac)2+(bc)22a^2+2b^2+2c^2-2ab-2ac-2bc=(a-b)^2+(a-c)^2+(b-c)^2

(ac)20(a-c)^2 \geq 0 (ab)20(a-b)^2 \geq 0 (bc)20(b-c)^2 \geq 0 なので 与式は成り立つ 等号はa=b=ca=b=c のとき

(3)

a2+b2+c2+d2+1a+b+c+da^2+b^2+c^2+d^2+1 \geq a+b+c+d

a2+b2+c2+d2+1abcd0となればよいa^2+b^2+c^2+d^2+1-a-b-c-d \geq 0 \quad \text{となればよい}

(a12)2+(b12)2+(c12)2+(d12)2414+1=(a12)2+(b12)2+(c12)2+(d12)2\left(a-\frac{1}{2}\right)^2+\left(b-\frac{1}{2}\right)^2+\left(c-\frac{1}{2}\right)^2+\left(d-\frac{1}{2}\right)^2-4\cdot\frac{1}{4}+1=\left(a-\frac{1}{2}\right)^2+\left(b-\frac{1}{2}\right)^2+\left(c-\frac{1}{2}\right)^2+\left(d-\frac{1}{2}\right)^2

(a12)20\left(a-\frac{1}{2}\right)^2 \geq 0 (b12)20\left(b-\frac{1}{2}\right)^2 \geq 0 (c12)20\left(c-\frac{1}{2}\right)^2 \geq 0 (d12)20\left(d-\frac{1}{2}\right)^2 \geq 0 なので与式は成り立つ

等号は a=b=c=d=12a=b=c=d=\dfrac{1}{2} のとき

解説: r31bn1z