「高等学校数学II/式と証明・高次方程式」の版間の差分

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2つの数<math>a</math>,<math>b</math>に対し、<math>\frac{a+b}{2}</math>を'''相加平均'''(そうかへいきん)と言い、<math>\sqrt{ab}</math>を'''相乗平均'''(そうじょうへいきん)という。
 
相加平均と相乗平均について、次の関係式が成り立つ。
<math>a \geqq 0 , b \geqq 0</math>のとき
:<math>
\frac{a+b}{2} - \sqrt{ab} = \frac{a+b-2 \sqrt{ab}}{2} = \frac{\left( \sqrt{a} \right) ^2 - 2 \sqrt{a} \sqrt{b} + \left( \sqrt{b} \right) ^2}{2} = \frac{\left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 }{2}
</math>
<math> \left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 \geqq 0</math>であるから、<math> \frac{\left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 }{2} \geqq 0</math><br>
したがって <math>\frac{a+b}{2} \geqq \sqrt{ab}</math><br>
等号が成り立つのは、<math>\left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 = 0 </math><br>
すなわち<math>a = b</math>のときである。
 
 
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等号が成り立つのは、<math>a = b</math>のときである。
|}
 
(証明)
 
<math>a \geqq 0 , b \geqq 0</math>のとき
:<math>
\frac{a+b}{2} - \sqrt{ab} = \frac{a+b-2 \sqrt{ab}}{2} = \frac{\left( \sqrt{a} \right) ^2 - 2 \sqrt{a} \sqrt{b} + \left( \sqrt{b} \right) ^2}{2} = \frac{\left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 }{2}
</math>
<math> \left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 \geqq 0</math>であるから、<math> \frac{\left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 }{2} \geqq 0</math><br>
したがって <math>\frac{a+b}{2} \geqq \sqrt{ab}</math><br>
等号が成り立つのは、<math>\left( \sqrt{a} - \sqrt{b} \right) ^2 = 0 </math> のとき、すなわち <brmath>a = b</math> のときである。(証明 おわり)
 
 
 
証明公式の利用では、上の式 <math>\frac{a+b}{2} \geqq \sqrt{ab}</math> の両辺に2をかけた <math>a+b \geqq 2 \sqrt{ab}</math> の形の式を使うことが多い場合もある
 
 
* 問題例
 
** 問題