a<b<c、a+b+c=0のとき、次の方程式が成り立つことを
証明せよ。
1 \(a^{2}\)+\(b^{2}\)+\(c^{2}\) 2
―≦───────<──
2 (c-a\()^{2}\) 3
a<b<c、a+b+c=0のとき、次の方程式が成り立つことを
証明せよ。
1 \(a^{2}\)+\(b^{2}\)+\(c^{2}\) 2
―≦───────<──
2 (c-a\()^{2}\) 3
再考して何とか出来た。
1 a2 +b2 +c2 2
―≦─────────<─
2 (c-a)2 3
中辺をAとおく。1/2≦A<2/3となることを導く。
a2 +b2 +c2
───────── =Aより、
(c-a)2
a2 +b2 +c2 =A(c-a)2
a+b+c=0より、b=-a-cを代入して、
(2-A)a2 +2(A+1)ac+(2-A)c2 =0……①
実数解aを持つためには、方程式①の判別式D≧0より、
D/4=(A+1)2 c2 -(2-A)(2-A)c2
=c2 (A2 +2A+1-4+4A-A2 )
=c2 (6A-3)≧0
c2 ≧0より、6A-3≧0
したがって、
1
A≧───……(ア)
2

a<b<c、a+b+c=0より、
a<b
a<-a-c
2a<-c
a<-c/2……②
方程式①の解の大きい方a2が②より左側になくてはならないので、
-(A+1)c+\(\sqrt{\quad}\){c2 (6A-3)} c
───────────────────<-───
2-A 2
-(A+1)c+c\(\sqrt{\quad}\)(6A-3) c────────────────<-───
2-A 2
分母2-A>0のとき、A<2……③
-2A-2+2\(\sqrt{\quad}\)(6A-3)<-(2-A)
2\(\sqrt{\quad}\)(6A-3)<-2+A+2A+2
2\(\sqrt{\quad}\)(6A-3)<3A
両辺を2乗して、
4(6A-3)<9A2
9A2 -24A+12>0
因数分解して、(3A-6)(3A-2)>0
2
A<───,2<A……④
3
2
③と④より、A<───……(イ)
3
(ア)(イ)より、
1 2
─≦A<─……(答)
2 3
(追伸)
なお、分母2-A<0のときは、A>2
計算した結果は、
2
─<A<2より、
3
共通部分はない。