$x>0$ のとき、不等式 $x + \frac{25}{x} \geq 10$ を証明し、等号が成り立つ条件を求める問題です。

代数学不等式相加相乗平均条件
2025/7/30

1. 問題の内容

x>0x>0 のとき、不等式 x+25x10x + \frac{25}{x} \geq 10 を証明し、等号が成り立つ条件を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、相加平均と相乗平均の関係を利用します。
x>0x>0 かつ 25x>0\frac{25}{x} > 0 なので、相加平均と相乗平均の関係から、
x+25x2x25x\frac{x + \frac{25}{x}}{2} \geq \sqrt{x \cdot \frac{25}{x}}
したがって、
x+25x2x25xx + \frac{25}{x} \geq 2\sqrt{x \cdot \frac{25}{x}}
x+25x225x + \frac{25}{x} \geq 2\sqrt{25}
x+25x25x + \frac{25}{x} \geq 2 \cdot 5
x+25x10x + \frac{25}{x} \geq 10
よって、x+25x10x + \frac{25}{x} \geq 10 が証明されました。
等号が成り立つのは、x=25xx = \frac{25}{x} のときです。
x2=25x^2 = 25
x>0x > 0 より、x=5x = 5 のときです。

3. 最終的な答え

ミ:2
ムメ:10
モヤ:25
ユ:5

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