(a12+a22+⋯+an2)(b12+b22+⋯+bn2)≥(a1b1+a2b2+⋯+anbn)2
n次元空間のベクトルをα=(a1,a2,⋯,an)β=(b1,b2,⋯,bn)とおく。この二つのベクトルのなす角をθとおき、n次元空間においてその二つのベクトルが張る平面内の平行四辺形の面積SはS=|α||β|sin(θ)である。面積Sは0以上なので、S=|α||β|1−cos2(θ)=|α||β|1−(α⋅β|α||β|)2=|α||β|1−(α⋅β|α||β|)2=|α||β|(|α||β|)2−(α⋅β)2(|α||β|)2=(|α||β|)2−(α⋅β)2≥0ここで両辺を二乗して(|α||β|)2−(α⋅β)2≥0(|α||β|)2≥(α⋅β)2|α|2|β|2≥(α⋅β)2よって(a12+a22+⋯+an2)(b12+b22+⋯+bn2)≥(a1b1+a2b2+⋯+anbn)2が成立し命題が示された。
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