关于Neuberg-Pedoe型不等式的一个注记

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本文主要以几何单形为研究对象,讨论了关于单形的Neuberg-Pedoe型不等式.设a,b,c与a,b,c分别表示△ABC与△ABC的三边,△与△分别表示它们的面积,则著名的Neuberg-Pedoe不等式为a2(b2+c2-a2)+b2(c2+a2-b2)+c2(a2+b2-c2)≥16△△,(1)其中等号当且仅当△ABC与△ABC相似时成立.([2])彭家贵得到如下推广形式:a2(b2+c2-a2)+b2(c22+a2-b2)+c2(a2+b2-c2)≥8(λ/λ△2+λ/λ△2).(2)等号当且仅当△ABC与△ABC相似时成立,其中λ=a2+b2+c2,λ=a2+b2+c2.([9])1981年,杨路,张景中[3]率先将(1)式推广到n维欧氏空间.随后苏化明[4],冷岗松[6],张晗方[7]等人相继在n维欧氏空间中推广了(1)和(2).在此基础上,本文也得到了(1)式和(2)式在n维欧氏空间中的一类推广形式. 在第三章中得到如下两个结论.记∑是以{A1,…,An+1}顶点的n维单形,∑的体积记作V,k维子单形{Ai,Ai1,…,Aik}的体积记作Vi,i1,…,ik,其中1≤i,i1,i2,…,ik≤n+1且互不相同,当i=ij(1≤j≤k)时vi,i1,…,ik=0.令Mi1,…,iκ=n+1∑i=1V2i,i1,…,iκ. 定理1:对于单形∑与∑有∑1≤i1<…<iκ≤n+1Mi1,…,iκMi1,…iκ-(n+1-k)∑1≤i<i1<…<iκ≤n+1V2i,i1,…,iκV2i,i1,…,iκ≥κ(κ+1)2(n-κ)Cκ+1n+1/κ!4(n!2/n+1)2κ/n(VV)2κ/n,(3)1≤k≤n+1,当且仅当∑,∑为正则单形时等号成立. 在单形∑中共有m=Cκ+1n+1个κ维子单形,第i个子单形的体积记作Vκ,i,1≤i,≤m. 定理2:对于单形∑与∑有m∑i=1V2κ,i(m∑j=1V2κ,j-(n+1-κ)V2κ,i)≥1/2φ(n,κ)[m∑j=1V2κ,j/m∑i=1V2κ,iV4κ/n+m∑i=1V2κ,i/m∑j=1V2κ,jV4κ/n],(4)其中φ(n,κ)=m(m-(n+1-κ))[(κ+1/κ!2)1/κ(n!2/n+1)1/n]2κ,当且仅当∑,∑为正则单形时等号成立. 在第四章我们讨论了由冷岗松[6]和张晗方[7]得到的两个不等式. 设n(n≥3)维单形∑={A0,A1,…,An}的体积为V,第i个界面∑i={A0,…,Ai,…,An}的体积为Vi,其中^Ai表示去掉顶点Ai,0≤i≤n.令F(∑,θ)=n∑i=0V2θi(n∑j=0V2θj-2V2θi)-(n2-1)[n3/n+1(n+1/n!2)1/n]2θVn-1/n4θ,(5)其中∑表示单形,θ>0. 当θ∈(0,1/2]时冷岗松证明了F(∑,θ)≥0,当θ=1时张晗方证明了F(∑,θ)≥0.现在问题即为当θ∈(1/2,1)时,F(∑,θ)是否仍大于等于零.本文在第四章中详细讨论了这个问题,并构造了一个反例说明当θ∈(1/2,1)时F(∑,θ)≥0是不成立的.
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