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コーシーシュワルツの不等式の証明

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コーシー・シュワルツの不等式

(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S0以上なので、
S=|α||β|1cos2(θ)=|α||β|1(αβ|α||β|)2=|α||β|1(αβ|α||β|)2=|α||β|(|α||β|)2(αβ)2(|α||β|)2=(|α||β|)2(αβ)20ここで両辺を二乗して
(|α||β|)2(αβ)20(|α||β|)2(αβ)2|α|2|β|2(αβ)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。

投稿日:20231023
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zeta
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