查书.
Young不等式
如果a>0且b>0,而数p,q满足:1/p+1/q=1,那么
a^(1/p)*b^(1/q)≤(1/p)*a+(1/q)*b,当p>1
a^(1/p)*b^(1/q)≥(1/p)*a+(1/q)*b,当p<1
证明:
可以先证明:
x>0时,
x^α-αx+α-1≤0,当0<α<1时;
x^α-αx+α-1≥0,当α<0或α>1时;
f(x)=x^α+αx+α-1
f'(x)=α[x^(α-1)-1],f'(1)=0
0<α<1时,f'(x)>0,当x∈(0,1)
f'(x)<0,当x∈(1,+∞)
∴f(x)在x=1处取最大值,f(1)=0,∴f(x)≤0
α<0或α>1时,f'(x)<0,当x∈(0,1)时
f'(x)>0,当x∈(1,+∞)时
∴f(x)在x=1处取最小值,f(1)=0,∴f(x)≥0
代入,x=a/b,α=1/p,得:
f(a/b)=(a/b)^(1/p)-(1/p)*(a/b)+1/p-1
当p>1时,即0<α<1:
(a/b)^(1/p)-(1/p)*(a/b)+1/p-1≤0
即(a/b)^(1/p)≤(1/p)*(a/b)+1/q
同时乘以b,得:
a^(1/p)*b^(1/q)≤(1/p)*a+(1/q)*b
当p<1时,即α<0(p<0)或α>1(0<p<1)
(a/b)^(1/p)-(1/p)*(a/b)+1/p-1≥0
即(a/b)^(1/p)≥(1/p)*(a/b)+1/q
同时乘以b,得:
a^(1/p)*b^(1/q)≥(1/p)*a+(1/q)*