4. Неравенство Коши-Буняковского.
В трехмерном евклидовом пространстве
скалярное произведение введено равенством (1.2) при
аналитической геометрии доказывается, что такое определение эквивалентно следующему:
где
угол между векторами
Таким образом, при
ото равенство можно принять за определение угла между векторами
в произвольном евклидовом пространстве. Для того чтобы такое определение имело смысл, необходимо, чтобы правая часть (4.1) по гбсолютной величине не превосходила единицу. Это следует из нераренства
справедливого для любых двух векторов х и у евклидова пространства. Неравенство (4.2) называется неравенством Крши-Буняковского.
Докажем, это неравенство. Если
то
и (4.2) очевидно. Пусть
Тогда, подставив число
равенство
получим
Так как левая часть неотрицательна, то
откуда следует (4.2).
Будем называть угол
определяемый равенством (4.1),
углом между векторами х и у (при этом предполагается, что
В частности, если
то
В этом случае векторы х и у называются ортогональными.
Примеры. 1. В пространстве
со скалярным произведением (1.2) неравенство (4.2) имеет вид
2. В пространстве
со скалярным произведением (1.3) получаем
Упражнение. Пользуясь неравенствами (4.3) и (4.4), доказать неравенства