質問<802>2002/3/6
from=悩み人
「相加相乗平均の悩み」


なんだかパラドックスに陥りそうです。HELP・・
x^2+2/x の最小値を求めよ、という問題。
1)x^2+2/x
   =x^2+1/x+1/x
   >=3(x^2*1/x*1/x)^1/3 (相加相乗平均)
  =3
よって最小値は3
2)x^2+2/x
   >=2(x^2*2/x)^1/2 (相加相乗平均)
  =2(2x)^1/2---1式
等号成立はx~2=2/xよりx=2^1/3
これを1式に代入して
最小値は2^5/3

1)が正しくて2)が間違っているのはなんとなくわかるのですが、
なぜ2)が間違いなのかをうまく説明できません。
また2)のやり方も和が一定などの条件があれば使えるようなのですが
これもよくわかりません。
教えてくださ~い


お返事2002/3/7
from=武田


 をグラフの合成より、
相加相乗平均は、正の実数を扱うから、x>0の範囲で考えると、
1)の場合は、図のようにy=3との接点だから
x=1のとき、最小値3となる。

2)の場合は、図のように との接点だから
 のとき、 となるが、最小値ではない。

したがって、
相加相乗平均
 は、正の実数のとき、 
 のとき、最小値が求まると言うより、
相加平均と相乗平均が等しくなる言った方がよいだろう。
ただし、右辺の相乗平均が定数で表現できたときは、最小値となる。