証明

 α, β, γ, δ と a, b, c の間には次の関係がある。

(い) 3 α = a + b + c
(ろ) 3 β2 = ab + bc + ca
(は) γ3 = abc
(に) 3 δ2 = a2 + b2 + c2


a,b,c,α, β, γ, δ が正であることに注意して計算を行う。

3 δ2 = (a2 + b2 + c2)(1 + 1 + 1)
  ≥ (a + b + c)2 = 9α2
従って δ ≥ α である。
 (シュワルツの不等式を使った。)

9 α2 - 9 β2 = (a + b + c)2 - 3(ab + bc + ca)
  = (a2 + b2 + c2) - (ab + bc + ca)
  = ((a-b)2 + (b-c)2 + (c-a)2))/2 ≥ 0
よって α ≥ β である。

相加・相乗平均値の定理より
β2 ≥ γ2
よって β ≥ γ である。

いずれの不等式も等号が成立するのは
a = b = c の時である。

問題1   問題2

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