1. 問題の内容
のとき、 が成り立つことを証明し、さらに等号が成り立つ場合を調べる問題です。
2. 解き方の手順
が与えられています。
まず、 を考えます。これは因数分解できます。
であるから、 かつ が成り立ちます。
したがって、 となります。
これは、 を意味します。これで証明が完了しました。
次に、等号が成り立つ場合を考えます。
となるのは、 のときです。
つまり、 が成り立つときです。
これは、 または のときです。
しかし、 という条件があるので、 は不適です。
したがって、 のときに等号が成り立ちます。
3. 最終的な答え
のとき、 が成り立つ。等号が成り立つのは のとき。