演習問題

問題1
a,b,c を三角形の三辺の長さとするとき
次が成り立つことを示せ。
 1/(a+b-c) + 1/(a-b+c) + 1/(-a+b+c) ≥ 9/(a+b+c)

問題2
 a, b, c を正の実数とするとき
次が成り立つことを示せ。
 a/(b+c) + b/(c+a) + c/(a+b) ≥ 3/2

問題2'
 a, b, c, d が正の実数を動くとき
 a/(b+c+d) + b/(c+d+a) + c/(d+a+b) + d/(a+b+c)
の最小値を求めよ。

          (簡単な説明は下段にて)

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問題1の略解
a+b-c, a-b+c, -a+b+c は正であり、(a+b-c)+(a-b+c)+(-a+b+c) = a+b+c なので ラグランジュの系より明らか。

問題2の略解
ラグランジュの系より
 (a/(b+c) + b/(c+a) + c/(a+b))((b+c)/a+(c+a)/b+(a+b)/c) ≥ 9 であり
 (b+c)/a+(c+a)/b+(a+b)/c = (b/a+a/b)+(c/a+a/c)+(b/c+c/b) ≥ 6 なので、 求める結果を得る。

問題2'の略解
 ほとんど、問題2と同様に行えばよい、a = b = c = d のとき最小値 4/3 を得る。