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1、对数行列式函数的凹凸性 介绍 设函数 f(x)在区间 i 上定义,若对 i 中的任意两点 x1 和 x2,和任意(0,1),都有f(x1+(1-)x2)f(x1)+(1-)f(x2),则称 f 为 i 上的凸函数(convex function).若不等号严格成立,即“(f(a)+f(b)/2 那么称 f(x)在 d 上的图形是(向下)凸的(或凸弧);如果恒有 f(a+b)/2)uc(f(a)+f(b)/2 那么称 f(x)在 d 上的图形是(向下)凹的(或凹弧)。几何定义 这个定义从几何上看就是:在函数 f(x)的图象上投任一两点,如果函数图象在这两点之间的部分总在相连接这两点的线段的下方,
2、那么这个函数就是凹陷函数。同理可知,如果函数图像在这两点之间的部分总在相连接这两点线段的上方,那么这个函数就是凸函数。不同说法 不过补足一下,中国数学界关于函数凹凸性定义和国外很多定义就是反华的。国内教材中的凹凸,就是所指的函数图像形状,而不是指函数的性质。在国外,图像的凹凸与直观体会一致,却与函数的凹凸性恰好相反。另外,国内各不同学科教材、辅导书的关于凹凸的说法也是相反的。一般来说,可按如下方法准确说明:1、f(x1+(1-)x2)f(x1)+(1-)f(x2),即 v 型,为“凸向原点”,或“下圆锥”(也可以说道上凹陷),(有的缩写圆锥有的缩写凹陷)2、f(x1+(1-)x2)f(x1)+
3、(1-)f(x2),即 a 型,为“凹向原点”,或“上凸”(下凹),(同样有的简称凹有的简称凸)圆锥/凹陷向原点这种观点一目了然。上下凸的观点也没歧义 在二维环境下,就是通常所说的平面直角坐标系中,可以通过画图直观地看出一条二维曲线是凸还是凹,当然它也对应一个解析表示形式,就是那个不等式。但是,在多维情况下,图形是画不出来的,这就没法从直观上理解“凹”和“凸“的含义了,只能通过表达式,当然 n 维的表达式比二维的肯定要复杂,但是,不管是从图形上直观理解还是从表达式上理解,都是描述的同一个客观事实。而且,按照函数图形来定义的凹凸和按照函数来定义的凹凸正好相反。不等式 琴生(jensen)不等式(也称为詹森不等式):(注意前提、等号成立条件)设 f(x)为凸函数,则 f(x1+x2+xn)/nf(x1)+f(x2)+f(xn)/n(下凸);设 f(x)为凹函数,f(x1+x2+xn)/nf(x1)+f(x2)+f(xn)/n(上凸),称为琴生不等式。平均值形式为:f(a1*x1+a2*x2+an*xn)a1f(x1)+a2f(x2)+anf(xn)(下圆锥);f(a1*x1+a2*x2+an*xn)a1f(x1)+a2f(x2)+anf(xn)(上圆锥),其中ai0(i=1,2,n),且 a1+a2+。