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Hölder 不等式与Cauchy-Schwarz 不等式的关系及一些应用

2020-08-05新疆师范大学阿迪拉阿布都热依木阿迪莱玉苏普

数学大世界 2020年19期
关键词:式子芳华证明

新疆师范大学 阿迪拉·阿布都热依木 阿迪莱·玉苏普

常用的Hölder 不等式有离散型和积分型两种形式,与它相应,Cauchy-Schwarz 不等式也有离散型和积分型两种形式。Hölder 不等式中,若p=q=2,则它就是Cauchy-Schwarz 不等式。它们主要应用于极大值原理,梯度估计的一些计算过程还有Minkowski 不等式和庞加莱不等式的证明等。

一、HÖlder 不等式的两种形式

1.离散型HÖlder 不等式

2.积分型HÖlder 不等式

二、Cauchy-Schwarz 不等式的两种形式

1.离散型Cauchy-Schwarz 不等式

2.积分型Cauchy-Schwarz 不等式

三、HÖlder 不等式的应用

积分型Hölder 不等式应用于Minkowski 不等式的证明:

∫|f+g|pdx=∫|f+g||f+g|p-1dx

≤∫(|f|+|g|)(|f+g|)p-1dx

≤∫|f|(|f+g|)p-1dx+∫|g|(f+g)p-1dx

(由Hölder 不等式)

Hölder 不等式还可以应用于Cacciopolli 不等式的证明过程。下面我们将要给出Cacciopolli 不等式,并且用Hölder 不等式来证明它。

Cacciopolli 不等式:假设u∈C1(B1)满足:∫B1aijDiuDiφ=0对任意的φ∈C1(B1),

其中C为正常数,且仅依赖于λ和Λ。

证明:对任意函数η∈C01(B1),设φ=η2u,则有

由Hölder 不等式,得:

四、Cauchy-Schwarz 不等式的应用

还有下面这个式子:

其中,ω=|Dv|2,C为常数(大于0)。

式子-Cη3|Dv|3,用的Cauchy-Schwarz 不等式

Cauchy-Schwarz 不等式是一种特殊的Hölder 不等式,在韩青、林芳华的二阶椭圆方程书中有很多定理,命题的证明都用到了Cauchy-Schwarz 不等式与一般形式的Hölder 不等式。

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