卡尔松不等式


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卡尔松不等式


内容表述

卡尔松不等式(Carlson),卡尔松不等式往往也被称为矩阵长方形不等式

m×n的非负实数矩阵中,n列每列元素之和的几何平均值不小于矩阵中m行每行元素的几何平均值之和。

符号语言即:

(x1+y1+…)(x2+y2+…)…(xn+yn+…)≥[(Πx)^(1/n)+(Πy)^(1/n)+…]^n (*)

注:“Πx”表示x1,x2,…,xn的乘积,x,y,…表示各行的名称,共m个。

数学证明

证明 记A1=x1+y1+…,A2=x2+y2+…,….

由平均值不等式得

(1/n)(x1/A1+x2/A2+…+xn/An)≥[x1*x2*…*xn/(A1*A2*…*An)]^(1/n)

=[(Πx)/(A1*A2*…*An)]^(1/n)

(1/n)(y1/A1+y2/A2+…+yn/An)≥[y1*y2*…*yn/(A1*A2*…*An)]^(1/n)

=[(Πy)/(A1*A2*…*An)]^(1/n),

……

上述m个不等式叠加得

1≥[(Πx)/(A1*A2*…*An)]^(1/n)+[(Πy)/(A1*A2*…*An)]^(1/n)+…

即(A1*A2*…*An)^(1/n)≥(Πx)^(1/n)+(Πy)^(1/n)+…

即 A1*A2*…*An≥[(Πx)^(1/n)+(Πy)^(1/n)+…]^n

即(x1+y1+…)(x2+y2+…)…(xn+yn+…)≥[(Πx)^(1/n)+(Πy)^(1/n)+…]^n,

因此,不等式(1'')成立.

特别地,当n=2时,不等式(*)即为柯西不等式.

______________更清楚点______________