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不等式:1. Holder不等式

两个向量$\mathbf{a}$${b}$,它们的点积为$<\mathbf{a}, \mathbf{b}>$

根据 Holder 不等式,我们有:

$$ |<\mathbf{a}, \mathbf{b}>| = |\sum^N_{i=0} a_i b_i| \leq \sum^N_{i=0} |a_i b_i| \leq ||\mathbf{a}||_p ||\mathbf{b}||_q = (\sum^N_{i=0} |a_i|^p)^{1/p} (\sum^N_{i=0} |b_i|^q)^{1/q} $$

其中第二个不等式成立的条件是:$p$$q$之间是共轭的,也就是需要满足$(p, q > 1)\wedge(\frac{1}{p} + \frac{1}{q} = 1)$

接下来分析两个不等式的等式成立条件:

第一个等式成立的条件是:

$$ sign(a_i b_i) = sign(a_j b_j), \forall i,j $$

第二个等式成立的条件是:

$$ |a_i|^p = C |b_i|^q, \forall i, C \geq 0 $$

退化为柯西不等式

$p=q=2$时,Holder 不等于退化为柯西不等式:

$$ |<\mathbf{a}, \mathbf{b}>| \leq ||\mathbf{a}||_2 ||\mathbf{b}||_2 $$

等式成立的条件为:

$$ sign(a_i b_i) = sign(a_j b_j), \forall i,j \\ |a_i|^2 = C |b_i|^2, \forall i $$

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