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f(x) = 1/3 x^3 −x +2/3 とおき、x≧0の範囲で、
f(x)≧0 となることを示しも証明することができます。
f'(x)= x^2 −1
x≧0の範囲で f'(x)=0 となるのは、x=1 なので、
このとき、f(x)は極小値かつ最小値をとります。
(増減表は省略)
f(1)=0なので、x≧0の範囲で f(x)≧0
よって、1/3 x^3 + 2/3 ≧ x が示された。
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f(x) = 1/3 x^3 −x +2/3 とおき、x≧0の範囲で、
f(x)≧0 となることを示しも証明することができます。
f'(x)= x^2 −1
x≧0の範囲で f'(x)=0 となるのは、x=1 なので、
このとき、f(x)は極小値かつ最小値をとります。
(増減表は省略)
f(1)=0なので、x≧0の範囲で f(x)≧0
よって、1/3 x^3 + 2/3 ≧ x が示された。
(左辺)=1/3 x^3+1/3+1/3
x≧0より全ての項が正だから相加・相乗平均の不等式より
1/3 x^3+1/3+1/3≧3× (1/27x^3)^(1/3)=x
よって題意は示された
微分を使わないエレガントな方法です
x≧0において
y=1/3 x^3+2/3の最小値がy=x以上になっていれば全体の不等式が成り立つことがわかるので
まずは左辺をy=〜の関数と見立ててx≧0における最小値を求めてみましょう。
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