浅谈不等式

 学习分析,总会遇见各种各样的不等式,而且总是起着化腐朽为神奇的功能,在证明的最要紧的地方出现。

一般的在学习中遇见的不等式,在高中阶段就是基本不等式,现在看来,基本不等式还是很有意思的,总能表达成一些非常漂亮的形式,平方和,算术和,根式与倒数和,将几类重要的函数形式联系起来了。

在初等微积分中,常用的就是三角不等式和柯西不等式,还有一些绝对值不等式,这构成了求极限时的各种放缩技巧,都可以给出非常漂亮的证明。

再进一步的,会发现一些函数不等关系,不再是针对可列的项,而是连续的区间。

接着在一些复杂一些的理论中,出现了上确界与所有可能的界,最大值与所有可能的值的求和间的不等关系,反映了从一般项中忽略非主要项的简化方法。

最后,就是泛函分析中的不等式,由空间的基本性质得到的不等关系,也就是各种距离空间中的各式各样的三角不等式,定义一个距离,就伴随着一个三角不等式,比如闵可夫斯基不等式,侯德尔不等式。

还有函数的凸性引出的一系列不等式,比如詹森不等式,可以说是不等式的一个统一形式,许多重要不等式都是他的特例。

然后,平行的在概率论中也会出现一些不等式,切比雪夫不等式,博雷尔不等式,将随机变量的矩和常用统计量联系起来了,构成了大数定律的基础。

这样梳理了一下后,发现不等式确实非常多,很多重要的分析中的定理都是通过不等式揭示出来的。之前看到一个说法,不等式实际由恒等式来的,将恒等式的一边去掉一些项就得到了不等式,这就不得不考虑到求极限的过程了,极限本质上也是通过忽略一些过于微小的项而求得的。当然,这种说法也是值得怀疑的,很多函数不等式很难写成恒等式的形式,说是由恒等式而来就太不自然了。

不等关系其实就是序关系,是建立在序结构之上的,所以对于一些基本的代数结构而言,就不存在不等关系。而分析就是建立在序结构之上的,所以不等式就变得非常重要。

值得注意的是,不等关系的应用上也充满了抽象,带入的方法论,不等式就是一个结构,而不等式中的未定项就是等待填充的内容,不论这个内容是什么东西,常数,变量,函数,结构,只要满足要求,就视为了合理的内容,就可以带入,这是不是与范畴论中不论对象,只关注关系一样呢?

所以,小小的一个不等式其实也蕴含了数学中非常深奥的道理。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
平台声明:文章内容(如有图片或视频亦包括在内)由作者上传并发布,文章内容仅代表作者本人观点,简书系信息发布平台,仅提供信息存储服务。

推荐阅读更多精彩内容