先日はありがとうございました。
もう一問ありましたので、よろしくお願いします。
x>1のときx+1/(xー1)の最小を求めよ。
数学苦手なので、助かります。
★希望★完全解答★
先日はありがとうございました。
もう一問ありましたので、よろしくお願いします。
x>1のときx+1/(xー1)の最小を求めよ。
数学苦手なので、助かります。
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(相加平均)≧(相乗平均)の不等式のちょっとした応用問題です。
y=x-1 とおくと x>1 より y>0 で,
x+1/(x-1)=1+y+\(\frac{1}{y}\)
となり,y>0,\(\frac{1}{y}\)>0 より相加平均と相乗平均の関係式が使えて
y+\(\frac{1}{y}\)≧2\(\sqrt{\quad}\)(y×\(\frac{1}{y}\))=2。
等号は y=\(\frac{1}{y}\) のとき成立。これは \(y^{2}\)=1 と同じことですが,
y>0 より y=1 です。このとき x=2 です。
まとめると,x>1 ならば必ず
x+1/(x-1)≧1+2=3
という不等式が成り立ち,等号は x=2 のとき成り立つので,
最小値は 3(x=2 のとき)。これが答えです。
x+1/(x-1)=1+(x-1)+1/(x-1)
ここでx>1よりx-1>0,\(\frac{1}{x}\)-1>0
よって相加・相乗平均の関係より
(x-1)+1/(x-1)>=2\(\sqrt{\quad}\)(x-1)/(x-1)=2
よってx+\(\frac{1}{x}\)-1>=3となり
最小値は3
このときのxはx-1=1/(x-1)とx>1よりx=1
前回質問された問題が相加相乗平均を利用したものだったので、
今回も相加相乗平均を用いる解法も参考になると思い投稿します。
x>1より、x-1>0、1/(x-1)>0
そこで、与式=(x-1)+1/(x-1)+1と考える。
第1項目と2項目について相加相乗平均の関係から、
(x-1)+1/(x-1)≧2\(\sqrt{\quad}\){(x-1)×1/(x-1)}より
(x-1)+1/(x-1)≧2
等号成立は、x-1=1/(x-1)より、x=2
よって、
x+1/(x-1)≧3 (等号はx=2の時)となり、最小値は3となります。