• Non ci sono risultati.

n λtr(A−1)+λtr(A−1) n n ≤ det A λ + λA−1

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "n λtr(A−1)+λtr(A−1) n n ≤ det A λ + λA−1"

Copied!
1
0
0

Testo completo

(1)

Problem 11907

(American Mathematical Monthly, Vol.123, April 2016) Proposed by X.-Q. Chang (USA).

LetA be an n × n positive-definite Hermitian matrix, with minimum and maximum eigenvalues λ andµ

 tr(A) µn + µn

tr(A)

n

≤ det A

µ + µA−1

 ,

 n

λtr(A−1)+λtr(A−1) n

n

≤ det A

λ + λA−1

 .

Solution proposed by Moubinool Omarjee, Lyc´ee Henri IV, Paris, France, and Roberto Tauraso, Dipartimento di Matematica, Universit`a di Roma “Tor Vergata”, Italy.

Any Hermitian matrix can be diagonalized by a unitary matrix: there exists a unitary matrix U such that A = U DU−1where D is diagonal matrix with

λ = λ1≤ λ2≤ · · · ≤ λn= µ

on the main diagonal. Note that λ > 0 because A is positive-definite. Let t > 0 then

det A

t + tA−1



= det

 U D

t + tD−1

 U−1



= det D

t + tD−1



=

n

Y

k=1

 λk

t + t λk

 .

Let f (x) = ln xt +xt then by inspecting the sign of the second derivative

f′′(x) = t4+ 4t2x2− x4 x2(x2+ t2)2 , it is easy to see that ftis convex in (0, tp

2 +√

5]. Therefore if µ ≤ tp 2 +√

5 then 1

nln

 det A

t + tA−1



= 1 n

n

X

k=1

f (λk) ≥ f 1 n

n

X

k=1

λk

!

= f tr(A) n



= ln tr(A) tn + tn

tr(A)



which implies that

 tr(A) tn + tn

tr(A)

n

≤ det A

t + tA−1

 .

Hence the first inequality follows by taking t = µ (notice thatp 2 +√

5 > 2).

Moroever the second inquality can be obtained from the first one by replacing A with A−1 and µ

with 1/λ. 

Riferimenti

Documenti correlati

(di cui 120 tra bambini e docenti, più spettatori alle conferenze - per 1.800 destinatari indiretti calcolati ). + PUBBLICO DELLE DIRETTE

Gli intermediari non devono acquisire il consenso degli interessati per il trattamento dei dati in quanto previsto dalla legge, mentre sono tenuti ad acquisire il consenso

Questo numero è dedicato alla leggerezza, una leggerezza che abbiamo cercato sotto ogni forma, in questa estate che ormai sta scolorendo verso l’autunno.. Tutti i testi, scritti

7.4 Per incapacità al lavoro s'intende qualsiasi incapacità, totale o parziale, derivante da un danno alla salute fisica, mentale o psichica di compiere un lavoro

 We conclude this section with the following result of the Perron-Frobenius theory, stated without proof (actually we shall give a proof of such result in the case A is

2) Si determinino gli equilibri E del sistema e se ne studi la stabilit` a con il metodo

2) Si determinino gli equilibri E del sistema e se ne studi la stabilit` a con il metodo

Valutare la “stabilita' ” del risultato (valori dei coefficienti