質問<1377>2003/8/31
0<=X1,0<=X2,...,0<=Xn のとき、 (1+X1)(1+X2)...(1+Xn)<=e^(X1+X2+...+Xn)←eのX1+X2+...+Xn乗のことです。 を証明する問題なんですが、 解答は、 h(x)=e^X-(X+1)とおき、微分してh(X)がx>=0で連続、x>0でh(x)が単調増加で あり、h(0)=0だから x>=0のときh(x)>=0と示し、 1+X1<=e^X1,1+X2<=e^X2,,,,1+Xn<=e^Xnの各辺をかけて、証明終了。 なんですが 僕がやったやり方で正解かどうか教えてください。以下に書きます。 (証明) 両辺の自然対数をとると、 log(1+X1)+log(1+X2)+...+log(1+Xn)<=X1+X2+...+Xn fn(x)=(X1+X2+...Xn)-{log(1+X1)+log(1+X2)+...+log(1+Xn)} とおき fn(x)>=0を証明する。 ア) n=1のとき f1(x)=X1-log(1+X1) f'1(x)=1-1/(1+X1)=X1/(1+X1) X1>=0より f'1(x)>0 よってf1(x)はx>0で単調増加、 またf1(x)はx>=0で連続であり、f1(0)=0 よってf1(x)>=0 n=1のとき成立。 イ) n=kのとき 成り立つと仮定 n=k+1のとき、f'k+1(x)=(k+1)-{1/(X1+1)+...+1(Xk+1 +1)} ここでf'k+1(x)-f'k(x)=1-1/(Xk+1 +1) Xk+1>=0より 1-1/(Xk+1 +1)>=0 よってf'k+1(x)>=f'k(x)>=0 つまりf'k+1(x)>=0 fk+1(x)はx>=0で連続でx>0でf'k+1(x)>0 fk+1(0)=0 x>=0のときfk+1(x)>=0 よってn=kのときも成り立つ。 ア),イ)より、x>=0のとき成り立つ。 証明終了。
お返事2003/9/2
from=武田
関数をおくところが違っています。 普通、1変数関数より、 f(x)=x-log(1+x) とおくことは良く、この関数については微分することができます。 1 f´(x)=1-――― 1+x しかし、fn(x)=(X1+X2+...Xn)-{log(1+X1)+log(1+X2)+...+log(1+Xn)} のような多変数関数では、微分も難しくなってしまいます。 解答のような f'k+1(x)=(k+1)-{1/(X1+1)+...+1(Xk+1 +1)} とは なりません。 結局、 x f´(x)=――― 1+x x≧0より、f´(x)≧0 単調増加の関数f(x)となる。 f(0)=0-log(1+0)=0より、 f(x)≧0 x≧log(1+x) x1,x2,………,xnより、 各辺を足して、 log(1+X1)+log(1+X2)+...+log(1+Xn)<=X1+X2+...+Xn が証明される。 logを使わないときと、さほどかわらない。
お便り2003/9/3
from=Tetsuya Kobayashi
正解です。というか、対数をとるかとらないかの違いだけで模範解答の方針 とあなたの答案の方針はほとんど同じといってよいでしょう。