Bourbaki

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历史注记

(注:罗马数字指的是注末尾的参考书目。)

两个正数的算术平均值和几何平均值的概念可以追溯到古代,特别是毕达哥拉斯学派将它们作为他们最喜欢的主题之一。这些手段之间的不等式 ab≤12(a+b)\sqrt{ab} \leq \frac{1}{2}(a + b) 也可能是他们所熟知的;无论如何,它是由欧几里得证明的,与最大化两个数(其和给定)的乘积的问题有关。显然,人们必须等到 1729 年相当晚的日期才能找到麦克劳林明确提到的推广、问题到nn数,以及相应的不等式(而且这个,甚至虽然更困难的极值问题早已得到解决) 之前)。

从 18 世纪末开始,其他类似的不等式就出现在数学分析和几何中。因此,1789 年,Lhuilier 解决了与不等式相关的几何最大值问题

(∑k=1nak)2+(∑k=1nbk)2≤∑k=1nak2+bk2; \sqrt{\left( \sum_{k=1}^n a_k \right)^2 + \left( \sum_{k=1}^n b_k \right)^2} \leq \sum_{k=1}^n \sqrt{a_k^2 + b_k^2};

柯西于 1821 年证明了特殊情况

(∑k=1nakbk)2≤(∑k=1nak2)(∑k=1nbk2) \left( \sum_{k=1}^n a_k b_k \right)^2 \leq \left( \sum_{k=1}^n a_k^2 \right) \left( \sum_{k=1}^n b_k^2 \right)

Hölder 的不等式; 1859 年的 Buniakowsky 和 ​​1885 年的 H. A. Schwarz 将柯西的不等式推广到积分。

然而,直到19世纪末,凸性不等式才成为系统研究的对象。 O. Hölder 在 1888 年(I)产生了将单个变量的凸函数引入到问题中的想法:从而得到了以log⁡x\log x的凹性为起点的几何平均值的不等式; 应用与函数xrx^r同样的想法,他证明了不等式以他的名字命名,并且一年前已经被L发现了。 J. Rogers 从几何平均值的不等式开始(cf. Exer. 4)。至于闵可夫斯基的不等式,后者在1896年证明了这一点(对于有限的和),结合他关于“数的几何”的令人难忘的著作((II),第115-117页);然而,虽然凸性的思想(对于任何数变量的函数)是这项工作的基本概念之一,但令人惊讶的是,闵可夫斯基没有注意到他的不等式可以通过霍尔德的方法应用于(1+xr)1/r(1 + x^r)^{1/r}来获得(他将自己限制为应用经典方法用于通过无穷小演算求极值)。

为了更深入地研究凸性不等式及其应用,读者可以查阅 Hardy、Littlewood 和 Pólya 专门讨论该问题的书,这也是包含非常完整的参考书目(III)。

(I) O. Hölder,Ueber einen Mittelwertsatz,Göttinger Nachrichten (1889),第 38-47 页。

(II) H. Minkowski,《Geometrie der Zahlen》,第 2 期。编辑,莱比锡-柏林(Teubner),1910 年。

(III) G. H. Hardy、J. E. Littlewood、G. Pólya,《不平等》,剑桥(大学出版社),1934 年。

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