Trygonometria
Krzysiek:
Udowodnić, że dla dowolnej liczby α zachodzi nierówność
| √2 | |
2sin α + 2cos α ≥ 21− |
| |
| 2 | |
| √2 | |
1− |
| to jest wykładnik potęgi |
| 2 | |
25 maj 16:05
Przemysław: Z nierówności między średnią arytmetyczną i geometryczną:
2sinx+2cosx≥2*√2sinx*2cosx
2sinx+2cosx≥21+(sinx+cosx/2)
trzeba teraz pokazać, że:
sinx+cosx≥−√2
no to spróbujmy:
Hipoteza:
sinx+cosx<−√2
obie strony ujemne, podnoszę do kwadratu
sin2x+cos2x+2sinxcosx>2
2sinxcosx>1
sin(2x)>1
sprzeczność, bo sinus przyjmuje wartości z [−1,1]
25 maj 17:03
Przemysław: Jeszcze tak napiszę, dla kompletności:
Skoro wiemy, że sinx+cosx≥−
√2
to
2
x jest monotoniczne, rosnące, więc otrzymujemy:
2
1+(sinx+cosx)/2≥2
1−√2/2
25 maj 17:07
jc:
Funkcja t → 2t jest wypukła.
(2s + 2c)/2 ≥ 2(s+c)/2
2s + 2c ≥ 21 + (s+c)/2
s = sin a, c = cos a ⇒ s+c ≥ − √2 (= dla a = π + π/4)
dlatego
2sin a + 2cos a ≥ 21 − 1/√2
25 maj 17:10
Przemysław: Jensen?
25 maj 17:12
jc: Czy połowę wiedziałeś wcześniej.
Wypukłość x →2x plus Twoja nierówność.
2sin a + 2cos a ≥ 21 + (sin a + cos a)/2 ≥ 21 − 1/√2
25 maj 17:13
Przemysław: "Czy połowę wiedziałeś wcześniej." − niestety nie rozumiem.
Z tym Jensenem to chodziło mi, że wypukłość => nierówność z 2. liniki 17:10
U mnie chyba jest dobrze, ale Twoje rozwiązanie fajne
25 maj 17:17
jc: Zwykła wypukłość, choć wystarczy w sensie Jensena (patrzymy tylko na środek).
25 maj 17:20
jc: Po prostu kiedy pisałem, dopisałeś nierówność sin a + cos a ≥ − √2,
czyli drugą połowę rozwiązania.
25 maj 17:21
Przemysław: W sensie, że wartość w środku przedziału leży pod średnią wartości z brzegów, <=> sieczna leży
nad wykresem?
Nie wiem, co to wypukłość w sensie Jensena, tak mi się tylko z nierównością jego nazwiska
skojarzyło.
Dziękuję!
25 maj 17:30
jc: Przemysław, nierówność pomiędzy średnimi też wynika z wypukłości.
a,b >0
| a+b | | ln a + ln b | | a+b | |
ln |
| ≥ |
| , |
| ≥ √ab |
| 2 | | 2 | | 2 | |
I odwrotnie, wypukłość logarytmu wynika z nierówności pomiędzy średnimi.
−−−
Dopiero teraz zauważyłem, że w czasie, kiedy ja pisałem, umieściłeś całe rozwiązanie,
wcześniej zobaczyłem tylko drugą część (i przypisałem autorowi wpisu). Stąd nieporozumienie.
25 maj 17:51
jc: Dodam, Twoje rozwiązanie podoba mi się bardziej od mojego
| ra + rb | |
r >0, |
| ≥ r(a+b)/2 (z nierówności pomiędzy średnimi) |
| 2 | |
25 maj 17:58
Przemysław:
25 maj 18:01