[ 東京工業大学 1960 年 数学Ⅲ 2 ]
a≦ ≦x b (ab) で f x( )0 のとき, 1 2
( ) , ( ) ( ) ( )
b b
a a
N f x dx v t x t f x dx
N とおく。
( )
v t を最小にするtの値をM とする。
(1) M を求めよ。
(2) v t( )v M( ) (t M)2 であることを示せ。
(1) 1 2
( ) b( ) ( )
v t a x t f x dx
N
2 2
1 b( 2 ) ( )
a x tx t f x dx
N
2 2
1 b ( ) 2 b ( ) b ( )
a x f x dx t a xf x dx t a f x dx
N
2 2
1 2
( ) ( )
b b
a a
x f x dx t xf x dx t
N N
2 2
1 1 1 2
( ) ( ) ( )
b b b
a a a
t xf x dx xf x dx x f x dx
N N N
…①
よって,v t( ) を最小にする t は 1
b ( ) M a xf x dx
N である。
(2)
2
1 1 2
( ) b ( ) b ( )
a a
v M xf x dx x f x dx
N N
であるから
①より
1 2
( ) b ( ) ( )
v t t a xf x dx v M N
なので
1 2
( ) ( ) b ( )
v t v M t a xf x dx N
(t M)2
となる。