恒等式と方程式
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$x^2-1=(x-2)(x+2)$ のように,
「すべての $x$ について成り立つ」等式を
\ommindex{恒等式}{こうとうしき}といい,
$x^2-1=0$ のように,
「ある $x$ についてだけ成り立つ(この場合には $x=\pm 1$)」等式を
\ommindex{方程式}{ほうていしき}という。
方程式が成り立つような $x$ の値を
\ommindex{方程式の解}{ほうていしきのかい}という。
方程式を解く対象となる文字(上の説明では $x$)を
\ommindex{未知数}{みちすう}という。
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不等式の性質
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大小関係を表す記号を\ommindex{不等号}{ふとうごう}という。
不等号には $<$, $>$, $\le$, $\ge$ があり,
それぞれの意味は次の通りである。
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\begin{enumerate}
\item[$\bullet$]
$a<b,\quad b>a$:$b$ は $a$ より大きい
\item[$\bullet$]
$a\le b, \quad b\le a$:
$b$ は $a$ と等しいまたは $b$ は $a$ より大きい
\end{enumerate}
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不等号で結ばれた式を\ommindex{不等式}{ふとうしき}という。
不等式は次の性質をもつ。
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\begin{enumerate}
\item[(1)]
$A<B$ ならば $A+C<B+C,\quad A-C<B-C$
\item[(2)]
$A<B$, $C>0$ ならば $AC<BC$
$A<B$, $C<0$ ならば $AC>BC$,
\item[(3)]
$A<B$, $B<C$ ならば $A<C$
\end{enumerate}
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条件付き不等式と絶対不等式
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$x^2+1>0$ のように,
「すべての実数 $x$ について成り立つ」不等式を
\ommindex{絶対不等式}{ぜったいふとうしき}といい,
$x^2-1<0$ のように,
「ある $x$ についてだけ成り立つ(この場合には $-1<x<1$)」不等式を
\ommindex{条件付き不等式}{じょうけんつきふとうしき}という。
条件付き不等式が成り立つような $x$ の範囲を
\ommindex{不等式の解}{ふとうしきのかい}という。
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相加・相乗平均の不等式
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正の数 $a$, $b$ に対して
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\begin{align*}
m_1=\frac{a+b}{2}
\end{align*}
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を $a$, $b$ の\ommindex{相加平均}{そうかへいきん}という。
また,
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\begin{align*}
m_2=\sqrt{ab}
\end{align*}
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を $a$, $b$ の\ommindex{相乗平均}{そうじょうへいきん}という。
任意の正の数 $a$, $b$ に対して,
相加平均は相乗平均以上である。
すなわち,
不等式
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\begin{align*}
\frac{a+b}{2}\ge \sqrt{ab}
\end{align*}
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が成り立つ。
この不等式を
\ommindex{相加・相乗平均の不等式}{そうか・そうじょうへいきんのふとうしき}という。