En analyse mathématique , l'inégalité 4/3 de Littlewood , portant le nom de John Edensor Littlewood [ 1] , est une inégalité valable pour toute forme bilinéaire à valeurs complexes définie sur
c
0
{\displaystyle c_{0}}
, l'espace de Banach des suites réelles ou complexes qui convergent vers zéro.
Plus précisément, soit
B
:
c
0
× × -->
c
0
→ → -->
C
{\displaystyle B:c_{0}\times c_{0}\to \mathbb {C} }
ou
R
{\displaystyle \mathbb {R} }
une forme bilinéaire. On a alors :
(
∑ ∑ -->
i
,
j
=
1
∞ ∞ -->
|
B
(
e
i
,
e
j
)
|
4
/
3
)
3
/
4
⩽ ⩽ -->
2
‖ ‖ -->
B
‖ ‖ -->
,
{\displaystyle \left(\sum _{i,j=1}^{\infty }|B(e_{i},e_{j})|^{4/3}\right)^{3/4}\leqslant {\sqrt {2}}\|B\|,}
où
‖ ‖ -->
B
‖ ‖ -->
=
sup
{
|
B
(
x
1
,
x
2
)
|
:
‖ ‖ -->
x
i
‖ ‖ -->
∞ ∞ -->
⩽ ⩽ -->
1
}
.
{\displaystyle \|B\|=\sup\{|B(x_{1},x_{2})|:\|x_{i}\|_{\infty }\leqslant 1\}.}
L'exposant 4/3 est optimal, c'est-à-dire qu'il ne peut pas être remplacé par un exposant plus petit[ 1] . Il est également connu que pour des suites réelles, la constante
2
{\displaystyle {\sqrt {2}}}
est optimale aussi[ 2] .
Généralisation
Inégalité de Bohnenblust-Hille
L'inégalité de Bohnenblust-Hille[ 3] est une généralisation multilinéaire de l'inégalité de Littlewood. Elle exprime que pour toute application
m
{\displaystyle m}
-linéaire
M
:
c
0
× × -->
⋯ ⋯ -->
× × -->
c
0
→ → -->
C
{\displaystyle M:c_{0}\times \cdots \times c_{0}\to \mathbb {C} }
, on a :
(
∑ ∑ -->
i
1
,
… … -->
,
i
m
=
1
∞ ∞ -->
|
M
(
e
i
1
,
… … -->
,
e
i
m
)
|
2
m
/
(
m
+
1
)
)
(
m
+
1
)
/
(
2
m
)
≤ ≤ -->
2
(
m
− − -->
1
)
/
2
‖ ‖ -->
M
‖ ‖ -->
,
{\displaystyle \left(\sum _{i_{1},\ldots ,i_{m}=1}^{\infty }|M(e_{i_{1}},\ldots ,e_{i_{m}})|^{2m/(m+1)}\right)^{(m+1)/(2m)}\leq 2^{(m-1)/2}\|M\|,}
Articles connexes
Notes et références
↑ a et b J. E. Littlewood , « On bounded bilinear forms in an infinite number of variables », The Quarterly Journal of Mathematics , vol. os-1, no 1, 1930 , p. 164-174 (DOI 10.1093/qmath/os-1.1.164 , Bibcode 1930QJMat...1..164L )
↑ D. E. Diniz , G. Munoz , D. Pellegrino et J. Seoane , « Lower bounds for the Bohnenblust--Hille inequalities: the case of real scalars », Proceedings of the American Mathematical Society , no 132, 2014 , p. 575-580 (DOI 10.1090/S0002-9939-2013-11791-0 , arXiv 1111.3253 , S2CID 119128323 ) .
↑ H. F. Bohnenblust et Einar Hille , « On the Absolute Convergence of Dirichlet Series », Annals of Mathematics , vol. 32, no 3, 1931 , p. 600–622 (DOI 10.2307/1968255 , JSTOR 1968255 )