領域の包含を使って命題を証明する(B)
★☆☆☆☆☆☆(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(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$x,\ y$ は実数とする.$|x|+|y|\leqq 1$ ならば $x^2+y^2\leqq 1$ であることを,領域を用いて証明せよ.また,逆は成り立つか.
$P=\{(x,\ y)\mid |x|+|y|\leqq 1\}$,$Q=\{(x,\ y)\mid x^2+y^2\leqq 1\}$ とする.
$P$ は 4 点 $(\pm 1,\ 0)$,$(0,\ \pm 1)$ を頂点とする正方形の周および内部,$Q$ は円 $x^2+y^2=1$ の周および内部である.正方形の 4 つの頂点は円周上にあり,正方形は円に内接するから,$P\subset Q$(下図).
よって,$|x|+|y|\leqq 1$ ならば $x^2+y^2\leqq 1$ である.
\hfill 〔証明終〕
逆は成り立たない(反例:$x=y=\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ のとき $x^2+y^2=1$ であるが,$|x|+|y|=\sqrt{2}>1$).
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