记得有这样一个结论:厄米特矩阵 的最大特征值 ,同样的最小特征值 ,这里实对称矩阵自然也符合
设 ,则
注意到
故
接下来只需证
事实上我们可以把系数优化到5,需要用到Hardy不等式
Hardy's Inequality:对于非负实数列 和正实数 ,有 ,且 是最佳系数
这对于有限元自然也成立,因此
故 ,Q.E.D
P.S 我当初怎么没见过这个往年题
更新: @暮鼓晨钟 提到最佳系数是4,我后来仔细想了一下确实如此,写了一篇文章讲了这个证明以及哈代不等式的证明,有兴趣的看官可以移步我的专栏哦
这几天提出这个问题后,从朋友那里了解到的方法,感觉对大一新生来说这个更友好些吧