Выпуклый анализ. Выпуклые функции.. Лекция 12

Содержание

Слайд 2

3. ВЫПУКЛЫЕ ФУНКЦИИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) 3.4. Дифференцируемость выпуклой функции по всем возможным направлениям. 3.3. Непрерывность выпуклой функции.

3. ВЫПУКЛЫЕ ФУНКЦИИ
(ПРОДОЛЖЕНИЕ)

3.4. Дифференцируемость выпуклой функции по всем возможным

направлениям.

3.3. Непрерывность

выпуклой функции.
Слайд 3

3.3. Непрерывность выпуклой функции. оказывается столь сильным, Теорема 6. выпукла. Доказательство.

3.3. Непрерывность выпуклой функции.

оказывается столь сильным,

Теорема 6.

выпукла.

Доказательство.


Сначала предположим, что

с центром в нуле

Неравенство (1.1),

Слайд 4

Из неравенства (1) следует С другой стороны

Из неравенства (1)

следует

С другой стороны

Слайд 5

Общий случай сводится к уже рассмотренному определенной формулой Тогда по доказанному

Общий случай сводится к уже рассмотренному

определенной формулой

Тогда по доказанному она

непрерывна в нуле.

Непрерывной в нуле будет и функция

Эта функция выпукла и для нее выполнено

как сумма непрерывной функции и постоянной.

Теорема доказана.

Слайд 6

Для граничных точек доказанная теорема неверна. Пример 4. но терпит разрыв

Для граничных точек доказанная теорема неверна.

Пример 4.

но терпит разрыв в

нуле.

Покажем, что эта функция выпукла.

Вычисляем

Слайд 7

3.4. Дифференцируемость выпуклой функции по всем возможным направлениям. Определение 3. такое,

3.4. Дифференцируемость выпуклой функции по всем возможным направлениям.

Определение 3.

такое,

что

Пример 5.

Пример 6.

Пусть

Данное включение означает, что

Слайд 8

Пример 7. имеется хотя бы одно возможное направление. и содержит не

Пример 7.

имеется хотя бы одно возможное направление.

и содержит не

менее двух точек.

Определение 4.

будем называть величину

если этот предел существует.

и дифференцируема в ней,

Слайд 9

в которой она имеет производные по всем направлениям. Пример 8. Пусть

в которой она имеет производные по всем направлениям.

Пример 8.

Пусть

Однако,

обратное неверно.

Представим произвольное направление в виде

и установим существование предела

для любого направления

Слайд 10

Отсюда выводим Таким образом, указанный предел существует.

Отсюда

выводим

Таким образом, указанный предел существует.

Слайд 11

Тогда Теорема 7. выпукла. Доказательство. Имеет место включение С другой стороны

Тогда

Теорема 7.

выпукла.

Доказательство.

Имеет место включение

С другой стороны

Слайд 12

Тогда

Тогда

Слайд 13

Имеет место равенство Тогда

Имеет место равенство

Тогда

Слайд 14

Слайд 15

Упражнение 1. Решение. Функция нормы выпукла и конечна.

Упражнение 1.

Решение.

Функция нормы выпукла и конечна.