■書ききれなかった微分積分の話(その31)
阪本ひろむ氏から問題は「解決」したとのメールがあった.
===================================
実は、これに先立つ問題として、
(1) f(x)が2回連続微分可能で、f''(x)>0 (狭義の凸関数)で
であるならば、
∫(a,b)f(x)dx > (b-a)f((a+b)/2)
を示せという問題があった。
この問題は、証明することができた。
次の問題として
(2) ∫(n,n+1) 1/x dx > 1/(n+1/2)
を示せとあった。
f(x)=1/xとすると、f'(x)=-x^(-2) f''(x)=2/x^3>
であるから、この不等式は成り立つ。(ここまでは出来た)
∫∫1/x dx = log x
より
∫(n,n+1) 1/x dx = log(n+1)-log(n)=log(1+1/n)>1/(n+1/2)
両辺に(n+1/2)をかけると
(n+1/2)log(1+1/n)>1
両辺のexponentialをとると
(1+1/n)^(n+1/2) >e
が成り立つ。
問題にはシナリオがあり、このシナリオを理解していたら、何の苦もなく、
(1+1/n)^(n+1/2) >e
は求められたのであるが、読みが浅かったというか、なんというか?
===================================