凹函数是一个定义在某个向量空间的凹子集C(区间)上的实值函数f 设f为定义在区间I上的函数,若对I上的任意两点X1,X2和任意的实数λ∈(0,1),总有 f(λx1+(1-λ)x2)≤(≥)λf(x1)+(1-λ)f(x2), 则f称为I上的下(上)凸函数,且凹函数是指下凸函数
判定方法可利用定义法、已知结论法以及函数的二阶导数 一般的判别方法是求它的二阶导数,如果其二阶导数在区间上恒小于等于0,就称为凹函数。 如果其二阶导数在区间上恒小于0,就称为严格凹函数。
凹函数性质的证明 设函数f(x)在定义域内连续可导且满足f''(x)>0 设x1<x2,0<a<1 证明:f[ax1+(1-a)x2]<af(x1)+(1-a)f(x2) 因ax1+(1-a)x2-x1=(1-a)(x2-x1)>0 则x1<ax1+(1-a)x2 根据拉格朗日中值定理 必存在x1<μ< ax1+(1-a)x2 使f[ax1+(1-a)x2]-f(x1)= (1-a)(x2-x1)f'(μ) 同理 存在ax1+(1-a)x2<ξ<x2 使f(x2)- f[ax1+(1-a)x2]= a(x2-x1)f'(ξ) 故a{f[ax1+(1-a)x2]-f(x1)}- (1-a){f(x2)- f[ax1+(1-a)x2]}=a (1-a)(x2-x1)[f’(μ)- f’(ξ)] 根据拉格朗日中值定理 有μ<δ<ξ f'(μ)- f'(ξ)=(μ-ξ)f''(δ) 因f''(x)>0 则f'(μ)- f'(ξ)<0 则a{f[ax1+(1-a)x2]-f(x1)}- (1-a){f(x2)- f[ax1+(1-a)x2]}<0 整理后得f[ax1+(1-a)x2]<af(x1)+(1-a)f(x2) 若f''(x)<0结果相反
凸函数就是一个定义在某个向量空间的凸子集C(区间)上的实值函数。
凸函数是一个定义在某个向量空间的凸子集C(区间)上的实值函数f 设f为定义在区间I上的函数,若对I上的任意两点X1,X2和任意的实数λ∈(0,1),总有 f(λx1+(1-λ)x2)≤λf(x1)+(1-λ)f(x2), 则f称为I上的凸函数. 判定方法可利用定义法、已知结论法以及函数的二阶导数 一般的判别方法是求它的二阶导数,如果其二阶导数在区间上恒大于等于0,就称为凸函数。(向下凸) 如果其二阶导数在区间上恒大于0,就称为严格凸函数。


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