■いろいろな不等式(その44)
積分型の関数不等式に一般化されることによって、幾何学のみならず解析学の舞台にも上がれることになる。積分型の関数不等式の利点は次元が出てこないことである(次元によらず評価されていることにある, dimension free form).
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【1】ハーディーの不等式
p>1とする。
∫(0,∞)|f(t)|^pdt≧(1-1/p)^p∫(0,t)(1/t・∫(0,t)|f(x)|^pdx)^pdt
∫(0,t)(1/t・∫(0,t)|f(x)|^pdx)は平均値
u(t)=∫(0,t)f(x)dx, u(0)=0とおけば
∫(0,∞)|u'(t)|^pdt≧(1-1/p)^p∫(0,∞)|u(t)|^p/t^pdt
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p>1とする。
∫(0,∞)f(t)^p・t^(p-r)dt≧(|r-1|/p)^p∫(0,∞)F(t)^p/t^rdt
F(t)=∫(0,t)f(s)ds,r>1
F(t)=∫(t,∞)f(s)ds,r<1
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【2】ハーディーの離散型不等式
Σ(1,∞)xi^p≧(1-1/p)^pΣ(1,∞){(x1+x2+・・・+xn)/n}^p
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【3】ハーディーの重み付き不等式
p>1とする。重みαを導入すると
α<1-/pのとき
∫(0,∞)|u'(t)|^pt^αpdt≧(1-α-1/p)^p∫(0,∞)|u(t)|^pt^(α-1)pdt
∫(0,∞)|f(t)|^pt^αpdt≧(1-α-1/p)^p∫(0,∞){∫(0,t)|f(x)|^pdx)^pt(α-1)pdt
α>1-/pのとき
∫(0,∞)|u'(t)|^pt^αpdt≧(α-1+1/p)^p∫(0,∞)|u(t)|^pt^(α-1)pdt
∫(0,∞)|f(t)|^pt^αpdt≧(α-1+1/p)^p∫(0,∞){∫(t,∞)|f(x)|^pdx)^pt(α-1)pdt
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