解決済み

この問題(左写真の7番)で、最初にどの文字を消去するのかと言うことについてわからないです。

x,y,zに対称性がなく、どの文字を消すかどうかに留意すべきことはわかりますが、一体どの文字を消せばうまくいくことが見えるのですか?

普通に考えればzを消去すれば、一番小さなcが含む項のみ、なにも代入されず綺麗かなと思ってしまうと思います(実際自分もそう)

ですが、そうなると、写真左の右側にある不等式を示せばならず、どうもこれが示せません(私の式変形の力がないだけかもしれませんが)。

模範解答は黙ってyを消去しています。

①どうやってyを消去するに至るのか

②zを消去した際の写真の不等式は示せないのか

のどちらか一方でも解決して下さると嬉しいです。お願いします🤲

ベストアンサー

ベストアンサー

x,y,zx,y,z のどれを消去するかで,模範解答の DD にあたる式がそれぞれ

(b+ca)24bc, (a+cb)24ac, (a+bc)24ab (b + c - a)^2 - 4bc,\ (a + c - b)^2 - 4ac,\ (a + b - c)^2 - 4ab

に代わるようです。少し見かけが違うだけでどれも同じ式なので,どの変数を消去しても議論の流れは変わらないということになります。模範解答が yy を消去した理由は想像がつきません。


下に添付した写真の左半分は,この問題の微分法による別解です。仮にこの解法をとるとしたら,k=a+bc>0k = a + b - c > 0 が成り立つのは議論上好都合なので,zz を消すのはむしろ良い直感だったということになると思います。


右半分はこの問題と全然無関係で,最近回答した京大の二重和の問題の別解です。(自分の投稿した内容に心残りなところがあったので,元は大学で数学を教えていた,いまは暇をしている先生からより直接的な解法を聞いてきました。)よければ参考にしてください。


返信(2件)

ご丁寧にPDFまでありがとうございます。

まず、大学の先生の回答の方が発想の流れとして自然でスッと入ってきました、ありがとうございます。別解に追加させていただきます。

次に、今回の回答の微分法による解法ですが、最初の偏微分のところはラグランジュの未定乗数法で間違い無いですか?(未熟で申し訳ないです)

(それと、同じ式になることには気づきませんでした、よく考えると、不等式はそこに書いてあるだけで、それを使うまではabcが対等なので対等な式が出てくるのは自明と言うことに今気づきました💦)

未定乗数法というよりは 22 変数関数の普通の極大・極小条件です。


未定乗数法は束縛条件 g(x)=0g(\vec{x}) = 0 のもとで f(x)f(\vec{x}) の極値を求めるためのもので,たしかに今の問題も x+y+z=0x + y + z = 0 という束縛条件のもとで ayz+bzx+cxyayz + bzx + cxy の極値を求める問題です。


未定乗数法を適用することもできますが,それよりは z=(x+y)z = -(x + y) を代入し,束縛条件を「使い切って」,元の問題と同値な 22 変数関数の極値問題へ帰着させた方が楽だと思うので,そうしています。


質問者からのお礼コメント

質問者からのお礼コメント

ご丁寧にありがとうございました。偏微分に関してはまだあまり慣れていないですが、極値条件は、感覚的には理解できました、受験では使えないのでそこは気をつけたいと思います。

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