■三角形の対称関数(その25)
【1】対称式
3変数多項式関数f(a,b,c)において,3!個の置換
f(a,b,c)=f(b,a,c)=f(a,c,b)=f(b,c,a)=f(c,a,b)=f(c,b,a)
が成立するとき,対称式であるという.
レムスの不等式: 三角形の3辺の長さを(a,b,c)とするとき,
abc≧(a+b−c)(b+c−a)(c+a−b)
が成り立つ.等号はa=b=cのときに限る.
は,3次対称式
a^2b+ab^2+b^2c+bc^2+c^2a+ca^2−6abc≧0
である.対称式を
Σx,Σx^2,Σx^3,Σxy,Σx^2y,・・・
などで表すことにすると,レムスの不等式は
(Σx)(Σxy)−9xyz≧0
となる.
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【2】巡回式
f(a,b,c)=f(b,c,a)=f(c,a,b)
が成立するとき,巡回式という.対称式は巡回式であるが,逆は真ならず.
たとえば,
f(a,b,c)=a^2b+b^2c+c^2a
は対称式でない巡回式である.巡回式の場合はa≧b≧cと仮定する方法は使えないことになる.
巡回式も
Σx,Σx^2,Σx^3,Σxy,Σx^2y,・・・
などで表すことにすると,対称式と区別するためには
Σ(3)x^2y=a^2b+b^2c+c^2a
Σ(6)x^2y=a^2b+ab^2+b^2c+bc^2+c^2a+ca^2
あるいは
S(2,1,0)=S2,1=a^2b+b^2c+c^2a
T(2,1,0)=T2,1=a^2b+ab^2+b^2c+bc^2+c^2a+ca^2
U(1,1,1)=U=abc
という記号を用いる.
T2,1=a^2b+ab^2+b^2c+bc^2+c^2a+ca^2
=ab(a+b)+bc(b+c)+ca(c+a)
=a^2(b+c)+bー2(c+a)+c^2(a+b)
=(a+b)(b+c)(c+a)−2abc
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