• 1.摘要
  • 2.证明
  • 3.推广

楊氏不等式

在数学上,Young's不等式,指出:假设 a, b, p 和q 是正实数 ,且有1/p + 1/q = 1 ,那么:

image

等号成立当且仅当 image ,因为这时image

杨氏不等式是加权算术-几何平均值不等式的特例,杨氏不等式是证明赫尔德不等式的一个快捷方法。

证明

我们知道函数image 是一个凹函数, 因为它的二阶导数恒为正。 从而我们有:

image.

这里我们使用了凹函数的一个性质:对任意 t ,若 0 < t <1,则有:

image

推广

image是一个连续、严格递增函数且 image 。那么下面的不等式成立:

image

观察image的图形,很容易看出这个不等式的一个直观证明:以上两个积分式所表示的区域之和比由imageimage组成的矩形的面积大。