在數(shù)學(xué)中,閔可夫斯基不等式(Minkowski inequality)是德國數(shù)學(xué)家赫爾曼·閔可夫斯基提出的重要不等式,該不等式表明Lp空間是一個賦范向量空間。?

閔可夫斯基的主要工作在數(shù)論、代數(shù)和數(shù)學(xué)物理上。在數(shù)論上,他對二次型進行了重要的研究。在1881年法國大獎中,Minkowski深入鉆研了高斯(Gauss)、狄利克雷(Dirichlet) 等人的論著。

公式簡介

閔可夫斯基(Hermann Minkowski,1864-1909)出生于俄國的 Alexotas (現(xiàn)在變成立陶宛的 Kaunas)。父親是一個成功的猶太商人,但是當時的俄國政府迫害猶太人,所以當閔可夫斯基八歲時,父親就帶全家搬到普魯士的 Konigsberg (哥尼斯堡)定居,和另一位數(shù)學(xué)家希爾伯特(Hilbert )的家僅一河之隔。閔可夫斯基有兩個哥哥,他是幺弟。大哥 Max 在俄國時因為種族歧視,不能進學(xué)校讀書,后來也一直沒有受正規(guī)教育,長大后與他父親一起經(jīng)商,繼承父業(yè)成為一個成功的商人。二哥就是發(fā)現(xiàn)胰島素和糖尿病關(guān)聯(lián)的著名醫(yī)學(xué)家 Oscar Minkowski,人稱“胰島素之父”。閔可夫斯基本人則因數(shù)學(xué)才能出眾,早有神童之名,后來更是優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家。他們兄弟三人都十分杰出,在Konigsberg曾經(jīng)轟動一時。

閔可夫斯基的主要工作在數(shù)論、代數(shù)和數(shù)學(xué)物理上。在數(shù)論上,他對二次型進行了重要的研究。在1881年法國大獎中,Minkowski深入鉆研了高斯(Gauss)、狄利克雷(Dirichlet) 等人的論著。因為Gauss曾在研究把一個整數(shù)分解為三個平方數(shù)之和時用了二元二次型的性質(zhì),Minkowski由前人的工作中認識到把一個整數(shù)分解為五個平方數(shù)之和的方法與四元二次型有關(guān)。由此,他深入研究了n元二次型,建立了完整的理論體系。這樣一來,原題就很容易從更一般的理論中得出,Minkowski交給法國科學(xué)院的論文長達140頁,遠遠超出了原題的范圍。

公式定義

在數(shù)學(xué)中,

閔可夫斯基不等式

(Minkowski inequality)表明Lp空間是一個賦范向量空間。設(shè)S是一個 度量空間,,那么,我們有:

如果,等號成立當且僅當,或者

閔可夫斯基不等式是Lp(S)中的三角不等式。它可以用赫爾德不等式來證明。和赫爾德不等式一樣,閔可夫斯基不等式取可數(shù)測度可以寫成序列或向量的特殊形式:

對所有實數(shù),這里n是S的維數(shù);改成復(fù)數(shù)同樣成立,沒有任何難處。

值得指出的是,如果,

,則可以變?yōu)椤?h3>積分形式證明

我們考慮的p次冪:

(用三角形不等式展開

(用 赫爾德不等式)

(利用

,因為)

現(xiàn)在我們考慮這個不等式序列的首尾兩項,除以最后那個表達式的后面那個因子,我們得到:

因為,我們最終得出:

這就是我們所要的結(jié)論。

對于序列的情況,證明是完全類似的。