אי-שוויון המשולש
במתמטיקה, אי-שוויון המשולש הוא אי-שוויון מהצורה , כאשר היא פונקציית מרחק. אי-השוויון מתאר את העובדה הגאומטרית שהקו הישר הוא הדרך הקצרה ביותר בין שתי נקודות; בפרט, אורכה של צלע במשולש אינו עולה על סכום אורכי הצלעות האחרות. אי-שוויון המשולש נחשב לתכונה יסודית של כל שיטה למדידת מרחק, ומשום כך מניחים, כאקסיומה, שהוא מתקיים בכל מרחב מטרי או נורמי. הגרסה החזקה נקראת אי-שוויון המשולש למטריקות לא ארכימדיות.
אי-שוויון המשולש בין מספרים ממשיים
עריכהניתן לראות את אי-שוויון המשולש במספרים הממשיים כמקרה פרטי של אי-השוויון על הישר הממשי. כיוון שהמרחק בין שתי נקודות על הישר נמדד באמצעות הערך המוחלט, אי-השוויון במקרה זה שקול ל- , לכל .
כשבוחרים c=0, b=y ו-a=x+y, מתקבלת הצורה החלופית . צורה זו אפשר להוכיח בעזרת חיבור שני האי-שוויונים ו- , או בדיקה של האפשרויות השונות לסימנים של x ושל y.
גרסה נוספת של אי-שוויון המשולש היא: .
הוכחה פורמלית
עריכהלצורך הוכחת אי השוויון נשתמש בתכונות ו- . אם אז . אחרת, ומכאן ולכן .
דרך נוספת היא להשתמש בשוויון , ואז .
המקרה המרוכב
עריכהאי-שוויון המשולש במישור המרוכב הוא הטענה , המתייחסת למספרים מרוכבים. ניתן להוכיח את נכונותו שם בכמה דרכים: גאומטרית, הוא שקול לתכונות היסוד של משולש; אלגברית, אפשר לקבל אותו על ידי העברת אגפים מתאימה והעלאה בריבוע; וניתן להסיק אותו מאי-השוויון הממשי באמצעות משפט פיתגורס.
אי-שוויון המשולש במרחבים מופשטים
עריכהאי-שוויון המשולש מבטא את העובדה שלא ניתן לקצר את הדרך מ-A ל-C על ידי מעבר בנקודה B. זוהי תכונה יסודית כל-כך של מושג ה"מרחק", עד שהיא מהווה אחת מהאקסיומות המגדירות מטריקה ומרחב מטרי. מאותה סיבה, מניחים את האקסיומה בהגדרה של נורמה ומרחב נורמי.
ראו גם
עריכהקישורים חיצוניים
עריכה- אי-שוויון המשולש, באתר MathWorld (באנגלית)
- אי-שוויון המשולש, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)