Identificarse Registrarse

Psu
Enseñanza Básica
Enseñanza Media
Universidad
Olimpiadas
Comunidad



 
Reply to this topicStart new topic
> Capitulo IV, Reordenamiento y Chebyshev
Rurouni Kenshin
mensaje Jan 1 2006, 08:43 PM
Publicado: #1


Webmaster
Ícono de Grupo

Grupo: Administrador
Mensajes: 6.692
Registrado: 13-May 05
Desde: Santiago Centro
Miembro Nº: 2
Nacionalidad:
Sexo:



Desigualdad de Reordenamiento
Dados TEX: $2n$ numeros reales TEX: $a_1<a_2<...<a_n$ y TEX: $b_1<b_2<...<b_n$
Sea TEX: $c_1,c_2,...,c_n$ una reordenacion de TEX: ${b_1,b_2,...,b_n}$.
Entonces:
TEX: $a_1b_n+a_2b_{n-1}+...+a_nb_1\le$$a_1c_1+a_2c_2+...+a_nc_n\le$$a_1b_1+a_2b_2+...+a_nb_n$

Demostracion:

Sea TEX: $i<j$ y definamos:
TEX: $S=a_1c_1+....+a_ic_i+...+a_jc_j+...+a_nc_n$
y
TEX: $S^{\prime}=a_1c_1+....+a_ic_j+...+a_jc_i+...+a_nc_n$

donde TEX: $S^{\prime}$ se obtiene de la misma forma que TEX: $S$,salvo porque permutamos las posiciones de TEX: $c_i$ y TEX: $c_j$

Notemos que:
TEX: $S^{\prime}-S=(a_ic_j+a_jc_i)-(a_ic_i+a_jc_j)=(a_jc_i-a_ic_i)-(a_jc_j-a_ic_j)$
TEX: $=(a_j-a_i)c_i-(a_j-a_i)c_j=(a_j-a_i)(c_i-c_j)$

Notemos que si TEX: $c_i>c_j$ entonces TEX: $S^{\prime}-S>0\Rightarrow$$S^{\prime}>S$

De aqui se concluye que el valor maximo de TEX: $S$ se alcanza cuando TEX: $c_1<c_2<...<c_n$ o sea TEX: $c_1=b_1,c_2=b_2,...,c_n=b_n$

Analogamente notemos que si TEX: $c_i<c_j$ entonces TEX: $S^{\prime}-S<0\Rightarrow$$S^{\prime}<S$

De aqui se concluye que el valor minimo de S se alcanza cuando TEX: $c_1>c_2>...>c_n$ o sea TEX: $c_1=b_n,c_2=b_{n-1},...,c_n=b_1$

PD:El minimo claramente existe pues existe una cantidad finita de combinaciones para obtener TEX: $S$ de la forma TEX: $S=a_1c_1+a_2c_2+...+a_nc_n$ con TEX: $c_1,...,c_n$ una permutacion de TEX: $b_1,...,b_n$( para ser exacto son TEX: $n!$ combinaciones)


--------------------
Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)

Videos PSU de Funciones (Y tú, ¿Aun estas aproblemado con Funciones?)



Go to the top of the page
 
+Quote Post
Rurouni Kenshin
mensaje Jan 1 2006, 10:20 PM
Publicado: #2


Webmaster
Ícono de Grupo

Grupo: Administrador
Mensajes: 6.692
Registrado: 13-May 05
Desde: Santiago Centro
Miembro Nº: 2
Nacionalidad:
Sexo:



Desigualdad de Chebyshev

Consideremos los TEX: $2n$ reales tales que:
TEX: $a_1\le$$a_2\le...\le$$a_n$ y TEX: $b_1\le$$b_2\le...\le$$b_n$
Entonces se cumple que:
TEX: $\displaystyle \left(\frac{a_1+...+a_n}{n}\right)\left(\frac{b_1+...+b_n}{n}\right)\le\left(\frac{a_1b_1+...+a_nb_n}{n}\right)$

Demostracion:

TEX: $\displaystyle \left(\frac{a_1b_1+...+a_nb_n}{n}\right)-\left(\frac{a_1+...+a_n}{n}\right)\left(\frac{b_1+...+b_n}{n}\right)$

TEX: $\displaystyle =\frac{1}{n^2}\left[n(a_1b_1+...+a_nb_n)-(a_1+...+a_n)(b_1+...+b_n)\right]$

TEX: $\displaystyle =\frac{1}{n^2}\sum_{i,j=1,\ i<j}^{n}(a_i-a_j)(b_i-b_j)\ge0$


PD:Lo unico raro de esta demostracion es su ultimo paso,y la notacion de sumatoria que estamos usando...asi que hare la factorizacion de manera explicita cuando TEX: $n=3$ a modo de ejemplo:
Sean TEX: $a\le$$b\le$$c$ y TEX: $x\le$$y\le$$z$
En este caso:
TEX: $\displaystyle \left(\frac{ax+by+cz}{3}\right)-\left(\frac{a+b+c}{3}\right)\left(\frac{x+y+z}{3}\right)$

TEX: $\displaystyle =\frac{1}{3^2}\left[3(ax+by+cz)-(a+b+c)(x+y+z)\right]$

TEX: $\displaystyle =\frac{1}{3^2}\left[3ax+3by+3cz-(ax+ay+az+bx+by+bz+cx+cy+cz)\right]$

TEX: $\displaystyle =\frac{1}{3^2}\left[2ax+2by+2cz-(ay+az+bx+bz+cx+cy)\right]$

TEX: $\displaystyle =\frac{1}{3^2}\left[(ax+by-ay-bx)+(ax+cz-az-cx)+(by+cz-bz-cy)\right]$

TEX: $\displaystyle =\frac{1}{3^2}\left[(a-b)(x-y)+(a-c)(x-z)+(b-c)(y-z)\right]$


--------------------
Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)

Videos PSU de Funciones (Y tú, ¿Aun estas aproblemado con Funciones?)



Go to the top of the page
 
+Quote Post
Rurouni Kenshin
mensaje Jan 2 2006, 04:33 AM
Publicado: #3


Webmaster
Ícono de Grupo

Grupo: Administrador
Mensajes: 6.692
Registrado: 13-May 05
Desde: Santiago Centro
Miembro Nº: 2
Nacionalidad:
Sexo:



Ejemplo 1:
Sean TEX: $a,b,c$ reales positivos. Pruebe que:
TEX: $a^ab^bc^c\ge(abc)^{\frac{a+b+c}{3}}$

Olimpiada Matematica Canadiense,1995

Solucion:
Sin perdida de generalidad podemos suponer TEX: $0<a\le$$b\le$$c$
Luego TEX: $log(a)\le$$log(b)\le$$log©$
Aplicando la Desigualdad de Chebyshev tendremos que:

TEX: $\displaystyle \left(\frac{a+b+c}{3}\right)\left(\frac{log(a)+log(b)+log©}{3}\right)\le\left(\frac{alog(a)+blog(b)+clog©}{3}\right)$
Amplificando por 3 y agrupando:
TEX: $\displaystyle \left(\frac{a+b+c}{3}\right)log(abc)\le$$(log(a^a)+log(b^b)+log(c^c))$
Agrupando nuevamente:
TEX: $\displaystyle log((abc)^{\frac{a+b+c}{3}})\le$$log(a^ab^bc^c)$
y considerando el hecho de que TEX: $log(\cdot)$ es una funcion estrictamente creciente tenemos:
TEX: $\displaystyle (abc)^{\frac{a+b+c}{3}}\le$$a^ab^bc^c$


--------------------
Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)

Videos PSU de Funciones (Y tú, ¿Aun estas aproblemado con Funciones?)



Go to the top of the page
 
+Quote Post
~Fatal_Collapse~
mensaje Jul 26 2009, 02:51 PM
Publicado: #4


Dios Matemático Supremo
Ícono de Grupo

Grupo: Usuario FMAT
Mensajes: 1.564
Registrado: 12-November 07
Desde: La Union, XIV Region de los Rios
Miembro Nº: 12.607
Nacionalidad:
Colegio/Liceo: Deutsche Schule
Universidad: Universidad Catolica de Chile
Sexo:



La desigualdad de Chebyshev admite la siguiente generalizacion:

TEX: Considere $2n$ reales $a_{1}\ge a_{2}\ge...\ge a_{n}$ y $b_{1}\ge b_{2}\ge...\ge b_{n}$, y considere $n$ reales no negativos $x_1, x_2,...,x_n$, que satisfacen $\sum_{i=1}^n x_i=1$. Entonces se cumple la siguiente desigualdad:

TEX: $\displaystyle \sum_{i=1}^n a_ib_ix_i\ge \displaystyle (\sum_{i=1}^n a_ix_i)\displaystyle (\sum_{i=1}^n b_ix_i)$

La demostracion se puede hallar en este lindo archivo

Archivo Adjunto  Classical_inequalities.pdf ( 202.37k ) Número de descargas:  161


saludos y viva la libre difusion.


--------------------
Ricardo Vargas Obando
Ex-alumno Deutsche Schule La Unión (Generación 2010, de los 150 años).
Novato de Licenciatura en Matemática/Estadística, en la Pontificia Universidad Católica de Chile.




Grupo de facebook de Novatos Matemática y Estadística PUC 2011

Currículum Olímpico:
  • "What we learned as children, that one plus one equals two, we know to be false. One plus one
    equals one. We even have a word when you plus another, equals one. That word is love."

  • "Todos piensan en cambiar el mundo, pero nadie piensa en cambiarse a sí mismo."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Gerardo Soto
mensaje Sep 6 2011, 11:38 PM
Publicado: #5


Dios Matemático Supremo
Ícono de Grupo

Grupo: Usuario FMAT
Mensajes: 1.648
Registrado: 16-April 10
Desde: Dalcahue-Chiloe
Miembro Nº: 68.853
Nacionalidad:
Colegio/Liceo: Liceo Galvarino Riveros Cardenas
Sexo:



leyendo el pdf se me ocurrio otra forma de entender la desigualdad de Chebyshev se las dejo

Sean 2n reales tales que TEX: \[{{a}_{1}}\ge {{a}_{2}}\ge .....\ge {{a}_{n}}\] y TEX: \[{{b}_{1}}\ge {{b}_{2}}\ge .....\ge {{b}_{n}}\] (lo siguiente se asumira así durante toda la demostración para no re-escribirlo todo el rato) tenemos que:

TEX: \[n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{i}}}\ge \sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{b}_{i}}\ge }n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{n+1-i}}}}\]

bueno solo les hablare de como analize para lograr entender dicha desigualdad, que arriba esta un poco más dificil de entender

notemos que TEX: \[\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{i}}}\] tiene TEX: n terminos, luego al multiplicarlo por TEX: n la expresión TEX: \[n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{i}}}\] tendra TEX: \[{{n}^{2}}\] términos , la misma cantidad de terminos tendra la siguiente expresión TEX: \[\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{b}_{i}}}\]<br />

pero por la desigualdad de reordenamiento TEX: \[\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{i}}}\ge \sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{c}_{i}}}\] donde TEX: \[{{c}_{i}}\] es una permutación TEX: \[{{b}_{i}}\] osea que existen algún TEX: \[{{b}_{j}}\ne {{c}_{j}}\]

de aquí se concluye que TEX: \[n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{i}}}\ge \sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{b}_{i}}}\] ya que ambos tienen la misma cantidad de termino mientras que el lado izquierdo es el maximo valor que se puede obtener permutando TEX: \[{{a}_{i}},{{b}_{i}}\], y el lado derecho sera una permutación diferente a la del lado izquierdo por tanto menor o igual, dandose la igualdad solo si TEX: \[{{a}_{1}}={{a}_{2}}=....={{a}_{n}}\] y TEX: \[{{b}_{1}}={{b}_{2}}=....={{b}_{n}}\]


ahora nos queda demostrar que TEX: \[\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{b}_{i}}}\ge n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{n+1-i}}}\]
analogamente notamos que ambos tienen la misma cantidad de terminos y que TEX: \[\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{n+1-i}}}\] es el menor valor que puede tomar la expresión permutando TEX: \[{{a}_{i}}{{b}_{i}}\] (desigualdad de reordenamiento), entonces es fácil concluir que cualquier permutación diferente de dichos terminos tendra que ser mayor o igual a la expresión dada, concluyendose que TEX: \[\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{b}_{i}}}\ge n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{n+1-i}}}\]
dandose la igualdad solo cuando TEX: \[{{a}_{1}}={{a}_{2}}=....={{a}_{n}}\] y TEX: \[{{b}_{1}}={{b}_{2}}=....={{b}_{n}}\]

demostrando finalmente que TEX: \[n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{i}}}\ge \sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{b}_{i}}\ge }n\sum\limits_{i=1}^{n}{{{a}_{i}}{{b}_{n+1-i}}}}\]

y así quedando concluido la desigualdad de Chebyshev

Espero que sea de su ayuda, para quien lo lea me despido, avisarme cualquier error

Mensaje modificado por Gerardo Soto el Sep 6 2011, 11:51 PM


--------------------
>>He robado princesas a reyes agónicos. Incendié la ciudad de Trebon. He pasado la noche con Felurian y he despertado vivo y cuerdo.

Me expulsaron de la Universidad a una edad a la que a la mayoría todavía no los dejan entrar. He recorrido de noche caminos de los que otros no se atreven a hablar ni siquiera de día.

He hablado con Dioses, he amado a mujeres y he escrito canciones que hacen llorar a los bardos.<<

<<Me llamo Kvothe (<Cuouz>). Quizá hayas oído hablar de mí.”>>

El nombre del viento, primer dìa de la historia de Kvothe


.-“Todo hombre sabio le teme a tres cosas: Una noche sin luna, una tormenta en el mar y a la ira de un hombre bueno.””


Citas del Nombre del viento



Para saber más de la trilogía de Patrick Rothfuss Click aquí
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 usuario(s) está(n) leyendo esta discusión (1 invitado(s) y 0 usuario(s) anónimo(s))
0 miembro(s):

 

Versión Lo-Fi Fecha y Hora actual: 23rd November 2024 - 06:36 AM