[차현우] 실력편 수학(하) (2018) - 명제의 증명 |
산술/기하평균 일반화 관련 질문 |
원래 일반적인 산술/기하 평균은 a₁+a₂≥2√(a₁+a₂)인데, 정석에서는 이것을 조금 변형하여 a₁+a₂+a₃≥3 ³√(a₁+a₂+a₃) 의 식을 유도해내고 있습니다. 그래서 궁금해진 점이 이러한 절대부등식을 일반화시켜서 n개의 문자 a₁+a₂+a₃…≥n ⁿ√ (a₁+a₂+a₃…)의 식을 증명할 수 있을까요? 만약 증명 방법이 어렵다면 참고 자료나 간략한 방법이라도 알려주시면 감사하겠습니다~~! |
산술, 기하 평균은 a₁+a₂ ≥ 2√a₁a₂ 이지요.
따라서 질문 내용을 a₁+a₂+a₃…≥n ⁿ√ (a₁+a₂+a₃…) 가 아닌, a₁+a₂+a₃…≥n ⁿ√a₁a₂a₃… 라고 생각하고 답변하겠습니다.
고 1 과정의 수학 (상), (하) 만으로는 일반화하여 생각하기가 조금 힘들고,
고 2 과정의 수학 I 의 수열 단원에서 나오는 수학적 귀납법을 이용하면, 증명할 수 있습니다.
a₁+a₂…≥n ⁿ√(a₁a₂…) 이라는 식이 n = 2 가 되어,
a₁ + a₂ ≥ 2√a₁a₂ 라는 식은 반드시 성립하게 되며,
이 때, n = m 일 때, 성립한다고 가정했을 때, n = m + 1 일 때도 성립한다는 것을 증명하면
모둔 자연수 n 에 대하여 이 식이 성립한다는 것을 알 수 있게 되어, 증명이 마무리가 됩니다. |