質問<1649>2004/3/26
from=mai
「不等式」


a,b,cが0以上の実数の時、次の不等式を証明せよ。
(1)2^a+2^b≦1+2^a+^b
(2)2^a+2^b+2^c≦2+2^a+^b+^c

お願いします。


お便り2004/3/29
from=下野哲史


+^b が意味分かりませんが、
きっとこういうことだろうと勝手に解釈をして解答します。

ポイントは x≧0 ならば 2^x≧1 であること。(指数関数のグラフより明らか)

(1) 2^a +2^b≦1+2^a 2^b 
   右辺-左辺 =2^a 2^b -2^a-2^b+1=(2^a-1)(2^b-1)≧ 0
   (等号成立は a=b=0)   
(2) 2^a+2^b+2^c≦2+2^a 2^b 2^c
   右辺-左辺 
   = (2^a-1)(2^b-1)(2^c-1)+(2^a 2^b + 2^b 2^c + 2^c 2^a )
        -2(2^a+2^b+2^c)+3
   = (2^a-1)(2^b-1)(2^c-1)+(2^a 2^b-2^a-2^b+1)
        +(a^b 2^c-2^b-2^c+1)+(2^c2^a-2^c-2^a+1)
      (1) より 
   (2^a 2^b-2^a-2^b+1) , (a^b 2^c-2^b-2^c+1) , (2^c2^a-2^c-2^a+1) 
   は 0 以上
   (2^a-1)(2^b-1)(2^c-1) も 0 以上であるため、与式は成り立つ。
   (等号成立は a=b=c=0 )