■幾何の不等式(その1)

[Q]0≦x≦1におけるf(x)=x(1−x^3)の最大値を求めよ.

[A]f’(x)=1−4x^3=0となるxは,x=1/4^1/3

  f(x)はx=1/4^1/3のとき最大となり,最大値3/4^4/3をとる.

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[A]y=x(1−x^3)とおく.

  3y^3=3x^3(1−x^3)^3の右辺は4個の数,3x^3,1−x^3,1−x^3,1−x^3の積であり,その和は3である.算術平均・幾何平均不等式より,

  3y^3=3x^3(1−x^3)^3≦{(3x^3’+3(1−x^3))/4}^4=(3/4)^4

 これより,

  y≦3/4^4/3

  等号は3x^3=1−x^3のとき,すなわち,x=1/4^1/3のとき

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