(1)任意のx、yに対して
|x|+|y|≧|x+y|・・・(*)
が成り立つことを示せ。
(2)
(*)において記号が成り立つための必要十分条件を求めよ。
です。よろしくお願いします。。。
★希望★完全解答★
(1)任意のx、yに対して
|x|+|y|≧|x+y|・・・(*)
が成り立つことを示せ。
(2)
(*)において記号が成り立つための必要十分条件を求めよ。
です。よろしくお願いします。。。
★希望★完全解答★
こんにちは。一つの答案です。御参考にしてください。
( 答案 )
(1) 与式両辺の平方の差を見ると、
(|x|+|y|)^2-(|x+y|)^2 … (1)
=(|x|^2+2|x||y|+|y|^2)-(x+y)^2
=(x^2+2|xy|+y^2)-(x^2+2xy+y^2)
=2(|xy|-xy) … (2)
=2(|xy|-xy)*(|xy|+xy)/(|xy|+xy) ←( |xy|+xy≠0 )
=2(|xy|^2-(xy)^2)/(|xy|+xy)
=0
また、 |xy|+xy=0 のときは xy=-|xy|≦0 から -xy≧0
で |xy|-xy≧|xy|+0≧0
したがって、 (2)≧0
よって、 (1)≧0 から
{(|x|+|y|)+|x+y|}{(|x|+|y|)-|x+y|}≧0
(イ) このとき、 x,y のうち少なくとも一つが 0 でなければ
(|x|+|y|)+|x+y|>0 であるから、
(|x|+|y|)-|x+y|≧0 で |x|+|y|≧|x+y|
(ロ) 一方、 x=y=0 のときは |x|+|y|=|x+y|=0 である
から、やはり |x|+|y|≧|x+y| で、このうちの等号が成り立つ。
(2)
(イ) (1) で見たように、記号は常に成り立つから、記号が成り立つ
ための十分条件をあえて言えば、 x,y がともに実数であることである。また、
与式は不等号がはいっているから、 x,y はともに実数であることが必要であ
る。( 実は、 x,y が複素数の場合は検証していません。どなたかお願い致し
ます。 )
(ロ) また等号の成立は、 |x|+|y|=|x+y| の両辺を平方して
0≦|xy|=xy を得るから、 x,y が同符号かまたは少なくとも一方が
0 であることが必要である。またこのとき、等号が成り立つことは自明であるから、
これは十分条件でもある。
でどうでしょうか。