Desigualdad que involucra una función convexa creciente

Estoy tratando de probar/refutar la siguiente afirmación:

Dejar X 1 X norte , y 1 y norte ser números reales satisfactorios X 1 + + X k y 1 + + y k para todos 1 k norte . Dejar F : R R sea ​​una función convexa creciente. Entonces uno tiene F ( X 1 ) + + F ( X norte ) F ( y 1 ) + + F ( y norte ) .

El caso norte = 1 es trivial, y el caso norte = 2 puede probarse como sigue:

Asumir X 2 > y 2 , ya que de lo contrario la conclusión se sigue trivialmente. Entonces podemos tomar C 1 C 2 0 calle { F ( y 1 ) F ( X 1 ) C 1 ( y 1 X 1 ) F ( X 2 ) F ( y 2 ) C 2 ( X 2 y 2 )

(por ejemplo, si F es diferenciable, entonces podemos tomar C 1 = F ( X 1 ) F ( X 2 ) = C 2 .)

Entonces vemos que F ( y 1 ) + F ( y 2 ) F ( X 1 ) F ( X 2 ) C 1 ( y 1 X 1 ) + C 2 ( y 2 X 2 ) C 2 ( y 1 + y 2 X 1 X 2 ) 0 .

Pero tengo dificultad para extender esta prueba al caso norte 3 . Cualquier ayuda/comentario será apreciado. Gracias.

Respuestas (1)

Dejar X 1 + X 2 + . . . + X norte = y 1 + y 2 + . . . + y norte 1 + y norte .

De este modo, y norte y norte , ( y 1 , y 2 , . . . , y norte ) ( X 1 , X 2 , . . . , X norte ) y por Karamata obtenemos:

F ( X 1 ) + F ( X 2 ) + . . . + F ( X norte ) F ( y 1 ) + F ( y 2 ) + . . . + F ( y norte ) F ( y 1 ) + F ( y 2 ) + . . . + F ( y norte ) .

¡Muchas gracias! Para aquellos que estén interesados ​​en la desigualdad de Karamata, consulte: en.wikipedia.org/wiki/Karamata%27s_inequality