函数的凹凸区间怎么求_数分随记(四)函数凹凸性

前了个言
关于凸函数性质的汇总,证明并没有给出。
定了个义
定义1 设
在区间
上有定义,
在
上称为
凸函数 ,iff
有
把
改成
就是
严格~ 了。对于 凹函数 ,与凸函数概念在不等式符号上对偶,所以不加赘述。
定义2
是区间
上凸函数(f有定义省略,下同),iff
,有
还有类似的定义
定义3
是区间
上凸函数,iff
,有
此外,从几何上来描述
定义4
是区间
上凸函数,iff 曲线
的切线恒保持在曲线一下,则称
为凸函数。严格凸可类似推广。
以上就是常见定义~
在念叨念叨性质~
关于以上定义的性:
- 性质 1 :定义2 与定义3 等价。
- 性质 2 :在连续条件下,定义1,2,3 相互等价。
从几何角度 来看,有如下性质:假设
为凸函数
,
,
围成的有向面积为

总结上述结论,能够推出如下关于斜率上的推论。(以下考虑凸函数)。
推论1
推论2
,弦斜率
是增的。
推论3 由
,可以有
推论4 任意点的单侧导必然存在,
和
,皆为增函数,且
推论5 在任意内点上连续。
但是要注意,推论4,5 对端点值不完全成立。
另一个等价定义
定义5 凸函数充要条件,
,
,使得
有
通过上面的推论4 就能够做到互推。
推论6
可导时,则凸的充要条件为
推论7(分离性定理) 若为凸函数,则可在
作一条直线,位于
下方,
所以,当导数存在时,可以给出这样的定义:
定义6
单增。
推论8
至此,回顾定义2,3 ,它们便可以推广为如下形式:
,
,有
不全为0,
,有
与一致连续的关系
现在给出几个命题(网上都可以查到相应证明,我先不给证明了~)
命题1 设函数
在区间
为凸函数,则
在
的任一闭子空间上有界。
这说明,给出函数凹凸性就能找到有界性。
命题2 设
为区间
内的凸函数,则
在
的任一内闭区间
满足Lipschitz条件。
也就是说,有凹凸性就有Lipschitz条件满足,也就是说,能够得到一致连续。于是乎,便可以有 Cauchy列映射到Cauchy列的子集了。其实,就是这篇文章说的东西满足了:数分随记 关于一致连续性
先写这些,等有什么新的再续。。。
