■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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