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뉴턴의 부등식

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1. 개요

뉴턴의 부등식은 임의의 실수에 대한 기본대칭평균 간의 관계를 나타내는 부등식이다. n개의 실수 a_1, a_2, ..., a_n에 대한 i번째 기본대칭평균 S_i는 다항식 \prod_{i=1}^{n} (x+a_i)의 계수를 이용하여 정의되며, 뉴턴의 부등식은 모든 n> i , i \in N에 대하여 S_{i-1}S_{i+1} \le S_i^2로 표현된다.

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뉴턴의 부등식
개요
분야수학
하위 분야대수학, 해석학
이름의 유래아이작 뉴턴
내용
설명실수 변수에 대한 실계수 다항식의 근에 대한 부등식
관련 개념평균 부등식, 매클로린 부등식

2. 기본대칭평균

'''기본대칭평균'''은 뉴턴의 부등식을 이해하는 데 필요한 개념이다.[1] n개의 임의 실수 $a_1, a_2, \dots, a_n$에 대하여, i번째 기본대칭평균 $S_i$는 $S_i := \frac{\sigma_i}{\binom{n}{i}}$로 정의된다. ($\sigma_i$는 i번째 기본대칭함수)[1]

2. 1. 기본대칭함수

어떤 n개의 임의 실수 $a_1, a_2, \dots, a_n$가 주어졌을 때, 다항식 $\prod_{i=1}^{n} (x+a_i)$에서 $x^{n-i}$의 계수를 i번째 '''기본대칭함수'''라 하고, $\sigma_i$로 쓴다.[1]

2. 2. 기본대칭평균 정의

어떤 n개의 임의 실수 a_1, a_2, ..., a_n가 주어졌을 때, 다항식 \prod_{i=1}^{n} (x+a_i)에서 x^{n-i}의 계수를 i번째 '''기본대칭함수'''라 하고, \sigma_i로 쓴다. 이때, i번째 기본대칭평균 S_iS_i := \frac{\sigma_i}{\binom{n}{i}}로 정의한다.[1]

3. 공식화

뉴턴의 부등식은 기본대칭평균을 이용하여 표현할 수 있다. 임의의 실수 a_1, a_2, ..., a_n에 대하여 기본대칭평균을 S_0, S_1, ..., S_n이라 할 때, 모든 n> i , i \in N에 대하여 S_{i-1}S_{i+1} \le S_i^2가 성립한다.[2]

3. 1. 뉴턴의 부등식

기본대칭평균 개념을 이용하여, 임의의 실수 a_1, a_2, ..., a_n에 대하여 이 기본대칭평균을 S_0, S_1, ..., S_n이라 할 때 뉴턴의 부등식은 다음과 같이 공식화할 수 있다.[2]

  • 모든 n> i , i \in N에 대하여 S_{i-1}S_{i+1} \le S_i^2

참조

[1] 서적 한국수학올림피아드 바이블 2 도서출판 세화 2008
[2] 서적 같은 책



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