質問<3343>
「「不等式」」
日付 2006/8/27
質問者 ren


0≦x<1のとき

sinx-1(←アークサイン)-x+\(x^{3}\)(←xの3乗)≦0

を証明する問題がわかりません教えて下さい。

★完全解答希望★

お便り
日付 2006/8/29
回答者 kino


不等号の向きは逆ではないでしょうか。つまり,正しい不等式は
sin-1 x -x+x3≧0
ではないですか?
ともかく,こちらの不等式を証明することにします。

f(x)=arcsin x -x+\(x^{3}\) とおくと,
f'(x)=1/\(\sqrt{\quad}\)(1-\(x^{2}\)) -1+3\(x^{2}\).
0≦x<1 より 0≦\(x^{2}\)<1 ですから,0<1-\(x^{2}\)≦1 です。
したがって,0<\(\sqrt{\quad}\)(1-\(x^{2}\))≦1 となり,最終的に 1/\(\sqrt{\quad}\)(1-\(x^{2}\))≧1 を得ます。
よって 0≦x<1 において f'(x)≧0 です。
つまり,f(x) は 0≦x<1 において増加します。
f(0)=0 なので,0≦x<1 で f(x)≧f(0)=0,つまり f(x)≧0 が成り立ちます。