■三角形の対称関数(その26)
[参]安藤哲哉「不等式」数学書房
には,(3次)ムーアヘッドの不等式
M(3,0,0)=(a^3+b^3+c^3)/3
M(2,1,0)=(a^2b+a^2c+ac^2+ab^2+b^2c+bc^2)/6
M(1,1,1)=abc
M(3,0,0)≧M(2,1,0)≧M(1,1,1)
(3次)シューアの不等式
a^k(a−b)(a−c)+b^k(b−a)(b−c)+c^k(c−a)(c−b)≧0
から証明できる不等式が掲げられている.
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ことにするが,(3次)シューアの不等式は
S3+3U≧T2,1
Sn+3+3USn≧Tn+2,1
もっと一般に,
a^k(a−b)(a−c)+b^k(b−a)(b−c)+c^k(c−a)(c−b)≧0
が成り立つ.
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【1】対称不等式
正の実数a,b,cに対して,
[1]2S3≧T2,1≧U
[2]2S4≧T3,1≧S2,2≧2US1
[3]2S5≧T4,1≧T3,2≧2US2≧2US1,1
[4]2S6≧T5,1≧T4,2≧2US3≧UT2,1≧6U^2
[5]2S3,3≧UT2,1≧6U^2
任意の実数a,b,cに対して,
[1]2S4≧T3,1,S4≧S2,2≧US1
[2]2S6≧T4,2≧2US3,T4,2≧UT2,1,T4,2≧6U^2
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【2】巡回不等式
正の実数a,b,cに対して,
[1]S3≧S2,1≧U
[2]S4≧S3,1≧US1,S4≧S2,2≧US1
[3]S5≧S4.1≧US2≧US1,1
[4]S5≧S3,2≧US1,1
[5]S6≧S5,1≧US3≧US2,1≧3U^2
[6]S6≧S4.2≧US2,1≧3U^2
[7]S6≧S3,3≧US2,1≧3U^2
[8]S2,4≧US2,1
任意の実数a,b,cに対して,
[1]S4≧S3,1,S2,2≧US3
[2]S6≧S5,1
[3]S6≧S4,2≧US2,1
[4]S6≧S3,3
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