Классы функций

Функция классы функций - student2.ru , называется выпуклой, если

классы функций - student2.ru классы функций - student2.ru классы функций - student2.ru . (5.1.1)

Функция классы функций - student2.ru , называется строго выпуклой, если в (5.1.1) при классы функций - student2.ru выполняется строгое неравенство. Функция классы функций - student2.ru классы функций - student2.ru , называется сильно выпуклой с константой классы функций - student2.ru , если при классы функций - student2.ru

классы функций - student2.ru

классы функций - student2.ru (5.1.2)

Для дифференцируемой функции классы функций - student2.ru выпуклость эквивалентна неравенству

классы функций - student2.ru (5.1.3)

строгая выпуклость – неравенству

классы функций - student2.ru классы функций - student2.ru , (5.1.4)

а сильная выпуклость – неравенству

классы функций - student2.ru (5.1.5)

Из неравенств (5.1.3)–(5.1.5) вытекают следствия:

а) для выпуклой функции выполняется неравенство

классы функций - student2.ru ; (5.1.6)

б) для строго выпуклой функции при x ¹ y - строгое неравенство (5.1.6);

в) для сильно выпуклой функции

классы функций - student2.ru (5.1.7)

Для дважды дифференцируемой функции выпуклость эквивалентна условию классы функций - student2.ru , а сильная выпуклость – условию классы функций - student2.ru для всех классы функций - student2.ru .

Для дифференцируемой сильно выпуклой функции классы функций - student2.ru точка минимума классы функций - student2.ru (как мы увидим ниже) существует, единственна и классы функций - student2.ru . Поэтому из неравенств (5.1.5), (5.1.7) получим

классы функций - student2.ru , (5.1.8)

классы функций - student2.ru , (5.1.9)

классы функций - student2.ru . (5.1.10)

Для сильновыпуклой функции также справедлива оценка

классы функций - student2.ru . (5.1.11)

Согласно (5.1.11), возможное полное уменьшение функции в результате минимизации ограничено сверху.

Для дифференцируемой функции, градиент которой удовлетворяет условию Липшица

классы функций - student2.ru (5.1.12)

и классы функций - student2.ru , справедлива оценка

классы функций - student2.ru . (5.1.13)

Если функция выпукла и дифференцируема, а ее градиент удовлетворяет условию Липшица, тогда

классы функций - student2.ru (5.1.14)

Наши рекомендации