領域の包含を使って命題を証明する(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 領域の包含を使って命題を証明する(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$x,\ y$ は実数とする.$x^2+y^2\leqq 2$ ならば $x+y\leqq 2$ であることを,領域を用いて証明せよ.
$P=\{(x,\ y)\mid x^2+y^2\leqq 2\}$,$Q=\{(x,\ y)\mid x+y\leqq 2\}$ とすると,命題は「$P\subset Q$」と同じである.
$P$ は円 $x^2+y^2=2$ の周および内部,$Q$ は直線 $x+y=2$ およびその下側である.
原点と直線 $x+y=2$ の距離は $\dfrac{2}{\sqrt{2}}=\sqrt{2}$ で円の半径に等しいから,直線は円に点 $(1,\ 1)$ で接する.よって円の周および内部はすべて直線の下側(直線上を含む)にあり,$P\subset Q$ が成り立つ(下図).
したがって,$x^2+y^2\leqq 2$ ならば $x+y\leqq 2$ である.
\hfill 〔証明終〕
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