柯西—布尼亚科夫斯基—施瓦茨不等式
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數學上,柯西—施瓦茨不等式,又稱施瓦茨不等式或柯西—布尼亞科夫斯基—施瓦茨不等式,是一條很多場合都用得上的不等式,例如線性代數的矢量,數學分析的無窮級數和乘積的積分,和概率論的方差和協方差。不等式以奧古斯丁·路易·柯西(Augustin Louis Cauchy),赫爾曼·阿曼杜斯·施瓦茨(Hermann Amandus Schwarz),和維克托·雅科夫列維奇·布尼亞科夫斯基(Виктор Яковлевич Буняковский)命名。
- 。
等式成立當且僅當x和y是線性相關。
柯西—施瓦茨不等式的一個重要結果,是內積為連續函數。
柯西—施瓦茨不等式有另一形式,可以用範的寫法表示:
- 。
[编辑] 證明
- 實內積空間的情形:
- 注意到y = 0時不等式顯然成立,所以可假設非零。對任意,可知
-
- 。
- 現在取值,代入後得到
-
- 。
- 因此有
- 。
- 複內積空間的情形
- 證明類上。對任意,可知
-
- 。
- 現在取值,代入後得到
- ,
- 因此有
- 。
[编辑] 特例
- 對歐幾里得空間Rn,有
- 。
- 對平方可積的複值函數,有
- 。
這兩例可更一般化為赫爾德不等式。
- 在3維空間,有一個較強結果值得注意:原不等式可以增強至等式
- 。