2011年4月5日火曜日

ⅡB:不等式の証明『|x|+1≧|x+1|』:式と証明(高2)

『|x|+1≧|x+1|』はどうやって解くのか。
(ブログの都合上、Aの2乗は、A^2)

不等式の証明は A^2 ≧ B^2 より A^2 - B^2≧0
をつかって、平方完成しよう。(2乗を使わなくってもいい)
その式が自明(パッと見だれでも納得のとこまでもっていく。)不等号の証明。
そして、等号が成り立つ条件を書く。

今回は、絶対値がついてるから、2乗のを使おう。

解法)
(左辺)^2 - (右辺)^2=(|x| +1)^2 - (|x+1|)^2≧0   :絶対値の2乗は必ず正だから、絶対値ははずれるよ。


(左辺)=x^2+2|x|+1-x^2-2x-1

=2|x|-2x
=2(|x|-x)≧0         

|x|≧x  ・・・①                      :自明。xが正のときは、=だし、負のときは>だよね。


これより、最初の計算式から、
(|x| +1)^2 - (|x+1|)^2≧0
(|x| +1)^2 ≧ (|x+1|)^2

となって、この2乗がとれれば、証明終了だね。
とれる条件は、

(|x| +1)≧0 ,  (|x+1|)≧0      :成り立つから

|x|+1≧|x+1|

またここで、等号がなりたつ条件も書くよ。

①より、|x|≧x は、
x≧0 のとき

|x|=x

証明終了。

おつかれさまでした。

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A^2 ≧ B^2 のあとに、A≧Bとする前に、
A≧0とB≧0を書かなければいけないのはなぜか。
例えば、
25≧9 は、
5^2≧3^2       ・・・② で成り立つけれど、
(-5)^2≧(-3)^2 ・・・③ でも成り立つよね。

②は、5≧0, 3≧0 だから
○ 5≧3 は成り立つね。

でも③は、-5≦0, -3≦0 となり、
× -5≧-3 これはおかしいね。
つまりA,Bが負なら、A^2 ≧ B^2がなりたっても、A≧Bが成り立たないってこと。

だから、
A^2 ≧ B^2  ⇒ A ≧ B (A≧0, B≧0)

上の右矢印が成り立つときは( )内の条件が必要なんだよ。

『逆は必ずしも真ではない!!』

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