問題は、命題「$ab < 1$ ならば $a < 1$ または $b < 1$」の真偽を問うものです。画像には「裏」と書かれているため、この命題の真偽を判定する必要があります。

代数学不等式命題真偽判定反例
2025/5/18

1. 問題の内容

問題は、命題「ab<1ab < 1 ならば a<1a < 1 または b<1b < 1」の真偽を問うものです。画像には「裏」と書かれているため、この命題の真偽を判定する必要があります。

2. 解き方の手順

この命題が偽であることを示すには、反例を挙げればよいです。つまり、ab<1ab < 1 であるにもかかわらず、a1a \geq 1 かつ b1b \geq 1 であるような aabb の値を見つければよいです。
例えば、a=2a = 2b=12b = \frac{1}{2} とすると、ab=212=1ab = 2 \cdot \frac{1}{2} = 1 となり、ab<1ab < 1 を満たしません。
次に、a=2a = 2b=14b = \frac{1}{4} とすると、ab=214=12ab = 2 \cdot \frac{1}{4} = \frac{1}{2} となり、ab<1ab < 1 を満たします。
このとき、a=2>1a = 2 > 1 かつ b=14<1b = \frac{1}{4} < 1 となります。
a=2a = 2, b=3b = 3 とすると、ab=6>1ab = 6 > 1 であり、仮定の ab<1ab < 1 を満たしません。
a=2a=2b=0.1b=0.1 とすると、ab=0.2<1ab = 0.2 < 1 です。そして、a=2>1a = 2 > 1 かつ b=0.1<1b = 0.1 < 1 です。
a=2a=2b=0.3b=0.3 とすると、ab=0.6<1ab=0.6<1 です。ここで、a>1a > 1 となっています。b<1b<1 であり、命題は成り立ちます。
a=2a=-2b=3b=-3 とすると、ab=6>1ab=6>1 となり、仮定を満たしません。
a=2a=-2b=0.1b=-0.1 とすると、ab=0.2<1ab=0.2<1 となります。そして、a=2<1a=-2<1 であり、b=0.1<1b=-0.1<1 であり、命題は成り立ちます。
a=10a=10b=0.01b=0.01 とすると、ab=0.1<1ab=0.1<1 となります。a>1a > 1 かつ b<1b < 1 なので、この命題は成り立ちます。
a=2a=2b=2b=2 とすると、ab=4>1ab=4>1 となり仮定を満たしません。
a=1.1a=1.1b=0.5b=0.5 とすると、ab=0.55<1ab=0.55 < 1 となります。a>1a>1 であり、b<1b < 1 です。この命題は成り立ちます。
a=1.1a=1.1b=1.1b=1.1 とすると、ab=1.21>1ab = 1.21 > 1となり、仮定を満たしません。
しかし、仮に a>1a > 1 かつ b>1b > 1であるとすると、ab>1ab > 1 となり、ab<1ab < 1 という仮定に矛盾します。したがって、この命題は真です。

3. 最終的な答え

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