■18世紀における微積分(その147)
[1]コーシー・シュワルツの不等式
(Σab)^2≦(Σa^2)・(Σb^2)
等号が成り立つのはa1/b1=a2/b2=・・・=an/bnのときに限る
というのが,コーシー・シュワルツの不等式である.n=1のときは相加相乗平均不等式に帰着する.
n=3のときは
(ax+by+cz)^2≦(a^2+b^2+c^2)(x^2+y^2+z^2)
となる.とくに,a=b=c=1とすると
(x+y+z)/3≦(x^2+y^2+z^2)
となって,
2(a^2+b^2)−(a+b)^2=(a−b)^2≧0
3(a^2+b^2+c^2)−(a+b+c)^2=(a−b)^2+(b−c)^2+(c−a)^2≧0
4(a^2+b^2+c^2+d^2)−(a+b+c+d)^2=(a−b)^2+(b−c)^2+(c−d)^2+(d−a)^2≧0
NΣdi^2−(Σdi)^2≧0 (等号はd1=d2=・・・=dNのとき)
など,コーシー・シュワルツの不等式によっていることが理解される.
x^2+y^2+z^2≧xy+yz+zx
(x+y+z)^2≧3(xy+yz+zx)
x>0,y>0,z>0ならはx^3+y^3+z^3≧3xyz
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[2]チェビシェフの不等式
a1≦a2≦・・・≦an,b1≦b2≦・・・≦bnのとき,対応する要素の積の平均は平均の積よりも大きい,すなわち,
(Σab)/n≦(Σa)/n・(Σb)/n
n(Σab)≦(Σa)・(Σb)
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