内积空间的定义中有Positive-definiteness: if $x$ is not zero, then $\left<x,x\right>>0$.
如果减弱为if $x$ is not zero, then $\left<x,x\right>\ge0$. 这样还成立Cauchy–Schwarz inequality吗?
我看了一下Cauchy–Schwarz inequality用到positive而主要部分似乎没有用到definite, 只是取等条件需要从$\left<x,x\right>=0$.
问题来源于: Cauchy–Schwarz inequality对于平方可积函数空间的形式$\displaystyle\left|\int_{0}^{1} f(x) g(x) d x\right|^{2} \leq \int_{0}^{1} f(x)^{2} d x \cdot \int_{0}^{1} g(x)^{2} d x$
$C[0,1]$是内积空间, 因为可以证明$\int_0^1f(x)^2dx=0$ if and only if $f(x)≡0$.
证明otherwise if $f(x_0)\ne0$, by continuity, $∃δ$ such that $|x-x_0|<δ⇒|f(x)-f(x_0)|<\frac12f(x_0)⇒f(x)>\frac12f(x_0)$. Thus $0=\int_0^1f(x)^2dx\ge\int_{\max(0,x_0-\delta)}^{\min(1,x_0+\delta)}f(x)^2dx\ge\frac14f(x_0)^2·δ$ 积分上下限至少有一个没有从[0,1]出去,所以留在里面的长度$≥δ$
对于平方可积函数空间, $\int_0^1f(x)^2dx=0$ 不能推出 $f(x)≡0$. 这样还成立Cauchy–Schwarz inequality吗? |