問題は、不等式 $abc + 2 > a + b + c$ を証明または反証することです。ただし、$a$, $b$, $c$ がどのような数であるかについての条件が与えられていません。

代数学不等式証明反例実数
2025/4/23

1. 問題の内容

問題は、不等式 abc+2>a+b+cabc + 2 > a + b + c を証明または反証することです。ただし、aa, bb, cc がどのような数であるかについての条件が与えられていません。

2. 解き方の手順

a,b,ca, b, c の値の条件が与えられていないため、この不等式が常に成り立つわけではないことを示すために、反例を探します。
- 例1: a=0a=0, b=0b=0, c=0c=0 の場合、abc+2=0+2=2abc + 2 = 0 + 2 = 2 であり、a+b+c=0+0+0=0a + b + c = 0 + 0 + 0 = 0 です。この場合、2>02 > 0 なので、不等式は成り立ちます。
- 例2: a=1a=1, b=1b=1, c=1c=1 の場合、abc+2=1+2=3abc + 2 = 1 + 2 = 3 であり、a+b+c=1+1+1=3a + b + c = 1 + 1 + 1 = 3 です。この場合、3>33 > 3 は成り立たないので、不等式は成り立ちません。
- 例3: a=2a=2, b=2b=2, c=2c=2 の場合、abc+2=8+2=10abc + 2 = 8 + 2 = 10 であり、a+b+c=2+2+2=6a + b + c = 2 + 2 + 2 = 6 です。この場合、10>610 > 6 なので、不等式は成り立ちます。
- 例4: a=0.5a=0.5, b=0.5b=0.5, c=0.5c=0.5 の場合、abc+2=0.125+2=2.125abc + 2 = 0.125 + 2 = 2.125 であり、a+b+c=0.5+0.5+0.5=1.5a + b + c = 0.5 + 0.5 + 0.5 = 1.5 です。この場合、2.125>1.52.125 > 1.5 なので、不等式は成り立ちます。
- 例5: a=10a=10, b=10b=10, c=10c=10 の場合、abc+2=1000+2=1002abc + 2 = 1000 + 2 = 1002 であり、a+b+c=10+10+10=30a + b + c = 10 + 10 + 10 = 30 です。この場合、1002>301002 > 30 なので、不等式は成り立ちます。
上記のように、不等式が成り立つ場合と成り立たない場合があります。したがって、一般的にはこの不等式は成り立ちません。
もし、a,b,ca, b, c が正の整数であるという条件が付けば、不等式が成り立つための条件などを検討する必要があります。しかし、現時点では何も条件がないので、不等式が常に成り立つわけではないことを示せば十分です。

3. 最終的な答え

不等式 abc+2>a+b+cabc + 2 > a + b + c は、すべての実数 aa, bb, cc に対して常に成り立つわけではない。

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