解答

前回の証明例をもう少し考察する。
α を α5 = a1a2a3a4a5 なる 正の実数とおき
bi = ai/α  (i = 1,2,,3,4,5) とおくとき
b1b2b3b4b5 = 1 である。
b15 + b25 + b35 + b45 + b55 ≥ 5
が示せたら、両辺に α5 をかけて
a15 + a25 + a35 + a45 + a55 ≥ 5a1a2a3a4a5
をえる。等号条件もうまく行く。従って
証明するにあたって
a1a2a3a4a5 = 1 としてよい(reduction)
φ = a15 + a25 + a35 + a45 + a55  とおく
帰納法の仮定より次を得る。
a15 + a25 + a35 + a45 ≥ a1a2a3a4 (a1+a2+a3+a4)
つまり
φ - a15 ≥ (a1+a2+a3+a4)/a5 = Σi=1,i ≠ 55 ai/a5  
をえる。同様にして 1 ≤ j ≤ 5 のとき
φ - aj5 ≥ Σi=1,i ≠ j5 ai/aj
をえる。以上より
 4φ = Σj=15(φ - aj5) ≥ Σ1 ≤ i < j ≤ 5 (ai/aj + aj/ai)
  ≥ Σ1 ≤ i < j ≤ 5 2 ≥ 20
を得て求める、結果をえる。
(等号条件もうまく行く)
次に続く
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