【数Ⅲ】【積分とその応用】シュワルツの不等式{∫[a→b]f(x)g(x)dx}²≦(∫[a→b]{f(x)}²dx)(∫[a→b]{g(x)}²dx) を利用して、次の不等式が成り立つことを証明せよ

問題文全文(内容文)：
シュワルツの不等式
\[
\left\{ \int_a^b f(x)g(x) \, dx \right\}^2 \leq
\left( \int_a^b \{ f(x) \}^2 dx \right)
\left( \int_a^b \{ g(x) \}^2 dx \right) \quad (a < b)
\]

を利用して、$ 0 < a < b, \, h(x) > 0 $ のとき、次の不等式が成り立つことを証明せよ。

(1)
\[
(b - a)^2 < \int_a^b x^2 \, dx \int_a^b \frac{dx}{x^2}
\]

(2)
\[
(b - a)^2 \leq \int_a^b h(x) \, dx \int_a^b \frac{dx}{h(x)}
\]

単元： #積分とその応用#定積分#数学(高校生)#数Ⅲ

教材： #4S数学#4S数学ⅢのB問題解説#中高教材#積分法の応用

指導講師：理数個別チャンネル

投稿日：2025.07.16

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以下の定積分を解け。
$\displaystyle \int_{0}^{\frac{\pi}{6}} \displaystyle \frac{1}{\cos x} dx$

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$\Large\boxed{5}$ 0以上の実数$x$に対して、
$f(x)$=$\displaystyle\frac{1}{2}\int_{-x}^x\frac{1}{1+u^2}du$
と定める。以下の問いに答えよ。
(1)0≦$\alpha$＜$\displaystyle\frac{\pi}{2}$　を満たす実数$\alpha$に対して、$f(\tan\alpha)$を求めよ。
(2)$xy$平面上で、次の連立不等式の表す領域を図示せよ。
0≦$x$≦1,　0≦$y$≦1,　$f(x)$+$f(y)$≦$f(1)$
またその領域の面積を求めよ。

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問題文全文(内容文)：
$x＞0$で定義された曲線
$C : y=(log x)^2$
を考える
(1)$a$を正の実数とする時、点$P(a,(log a)^2)$における曲線$C$の接線$L$の方程式を求めよ。
(2)$a＞1$のとき、接線$L$と$x$軸の交点の$x$座標が最大となる場合の$a$の値$a_0$を求めよ。
(3)$a$の値が(2)の$a_0$に等しいとき、直線$L$の$y≧0$の部分と曲線$C$と$x$軸で囲まれた部分を、$x$軸の周りに1回転させてできる図形の体積を求めよ。
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問題文全文(内容文)：
$k>0$ のとき、
$\displaystyle
\frac{1}{2(k+1)}<\int^{1}_{0}\frac{1-x}{k+x}dx<\frac{1}{2k}
$
を示して下さい。

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