【解答】
では , だから を選ぶよりも を選んだ方が積は小さくなる.
従って,簡単のため, として
の場合を考えれば良い.
に関する対称性から のみしらべれば良い. とする.
の時
この時のは
である.各項個別に計算すると
だから(式4)に代入して
である.
から,(式6),(式9),(式13) の つのうちでもっとも小さいのは の時の である.
よって求める関数は
である.
【解説】
直感的にの時が最小になりそうだとわかるのであとはその確認作業である.
参考までにの時のを図示しておく.
図 1: によるの違い