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シュールの不等式 - Wikipedia

シュールの不等式

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

シュールの不等式(しゅーるのふとうしき)は、イサイ・シュールにちなんで名づけられた絶対不等式で、非負実数 x, y, z と正数 t (t≧1)についての、次のような不等式。

x^t (x-y)(x-z) + y^t (y-z)(y-x) + z^t (z-x)(z-y) \ge 0

等号成立は x = y = z または x, y, z のいずれかが0で残り2つが等しいときのみ。また、t が正の偶数の場合はすべての実数 x, y, z について不等式が成り立つ。

シュールの不等式の一般化は以下のようになる。a, b, c は正の実数、また (a, b, c) および (x, y, z) はsimilarly sortedになっているものとする。

a (x-y)(x-z) + b (y-z)(y-x) + c (z-x)(z-y) \ge 0.

[編集] 証明

不等式は x, y, z について対称なので、x \geq y \geq zとしても一般性を失わない。するとこの不等式は

(x-y)[x^t(x-z)-y^t(y-z)]+z^t(x-z)(y-z) \geq 0

と変形できるが、左辺の各項は明らかに非負である。これはシュールの不等式の変形となっている。

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