$x + y = 2$ ならば「$x \le 1$ または $y \le 1$」であることを対偶を考えて証明する。

代数学不等式命題対偶証明
2025/6/10

1. 問題の内容

x+y=2x + y = 2 ならば「x1x \le 1 または y1y \le 1」であることを対偶を考えて証明する。

2. 解き方の手順

対偶を考える。元の命題の対偶は、「x>1x > 1 かつ y>1y > 1」ならば x+y2x + y \neq 2 である。
この対偶が真であることを示す。
x>1x > 1 かつ y>1y > 1 であるとき、 x=1+ax = 1 + ay=1+by = 1 + b となる正の数 aabb が存在する。
よって、
x+y=(1+a)+(1+b)=2+a+bx + y = (1 + a) + (1 + b) = 2 + a + b
a>0a > 0b>0b > 0 より、a+b>0a + b > 0 なので、
x+y=2+a+b>2x + y = 2 + a + b > 2
したがって、x+y2x + y \neq 2 である。
したがって、対偶は真である。よって、元の命題も真である。

3. 最終的な答え

対偶「x>1x > 1 かつ y>1y > 1 ならば x+y2x + y \neq 2」が真であるため、元の命題「x+y=2x + y = 2 ならば x1x \le 1 または y1y \le 1」は真である。