Первое неравенство Минковского для выпуклых тел

В математике первое неравенство Минковского для выпуклых телгеометрический результат немецкого математика Германа Минковского . Неравенство тесно связано с неравенством Брунна–Минковского и изопериметрическим неравенством .

Формулировка неравенства

Пусть K и L — два n - мерных выпуклых тела в n -мерном евклидовом пространстве R n . Определим величину V 1 ( KL ) как

н В 1 ( К , Л ) = лим ε 0 В ( К + ε Л ) В ( К ) ε , {\displaystyle nV_{1}(K,L)=\lim _ {\varepsilon \downarrow 0}{\frac {V(K+\varepsilon L)-V(K)}{\varepsilon }},}

где V обозначает n -мерную меру Лебега , а + обозначает сумму Минковского . Тогда

В 1 ( К , Л ) В ( К ) ( н 1 ) / н В ( Л ) 1 / н , {\displaystyle V_{1}(K,L)\geq V(K)^{(n-1)/n}V(L)^{1/n},}

с равенством тогда и только тогда, когда K и L гомотетичны , т.е. равны с точностью до переноса и растяжения .

Замечания

  • V 1 — это всего лишь один пример класса величин, известных как смешанные объемы .
  • Если L — это n -мерный единичный шар B , то n  V 1 ( KB ) — это ( n  − 1)-мерная поверхностная мера K , обозначаемая S ( K ).

Связь с другими неравенствами

Неравенство Брунна–Минковского

Можно показать, что неравенство Брунна–Минковского для выпуклых тел в Rn влечет первое неравенство Минковского для выпуклых тел в Rn , а равенство в неравенстве Брунна–Минковского влечет равенство в первом неравенстве Минковского .

Изопериметрическое неравенство

Взяв L  =  B , n -мерный единичный шар, в первом неравенстве Минковского для выпуклых тел, получаем изопериметрическое неравенство для выпуклых тел в R n : если K - выпуклое тело в R n , то

( В ( К ) В ( Б ) ) 1 / н ( С ( К ) С ( Б ) ) 1 / ( н 1 ) , {\displaystyle \left({\frac {V(K)}{V(B)}}\right)^{1/n}\leq \left({\frac {S(K)}{S(B)}}\right)^{1/(n-1)},}

причем равенство имеет место тогда и только тогда, когда K — шар некоторого радиуса.

Ссылки

  • Гарднер, Ричард Дж. (2002). «Неравенство Брунна–Минковского». Bull. Amer. Math. Soc. (NS) . 39 (3): 355–405 (электронный). doi : 10.1090/S0273-0979-02-00941-2 .


Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Первое_неравенство_Минковского_для_выпуклых_тел&oldid=1169902121"