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关于实数域下某不等式是否普遍成立的技术问询

关于实数域下某不等式是否普遍成立的技术问询

嗨,我来帮你梳理这个问题~

首先明确你要验证的核心不等式:

给定 (x_1,x_2,y_1,y_2 \in \mathbb{R}),是否总有:
$$|(x_1-y_1)(x_2-y_2)| \geq |x_1x_2 - y_1y_2|$$

结论是:这个不等式并不对所有实数成立,我们可以通过构造反例直接验证:

  • 取具体实数取值:(x_1=2),(x_2=1),(y_1=1),(y_2=-1)
    • 计算左边:(|(2-1)(1 - (-1))| = |1 \times 2| = 2)
    • 计算右边:(|2 \times 1 - 1 \times (-1)| = |2 + 1| = 3)
    • 显然此时 (2 < 3),原不等式不成立。

为什么非负实数时不等式成立呢?当所有变量都是非负数时,展开左边内部的乘积:((x_1-y_1)(x_2-y_2) = x_1x_2 -x_1y_2 -x_2y_1 + y_1y_2),其中(-x_1y_2 -x_2y_1)是负项,结合绝对值的性质可以推导出不等式成立;但当变量包含负数时,交叉项的符号会发生变化,导致左边的绝对值结果可能小于右边的绝对值,打破原不等式的约束。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者NicAG

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