凹凸函数的定义,严格凸函数的充要条件

1. 凹凸函数的定义
2. 严格凹函数
3. 凸函数的公式
4. 单调递增的凹函数 举例

凹凸函数的定义

国际上的定义刚好与国内的凹凸函数的定义相反。二阶导数大于0，则为凸函数，有极小值；二阶导数小于0，则为凹函数，有极大值

这个定义从几何上看就是：

在函数f(x)的图象上取任意两点，如果函数图象在这两点之间的部分总在连接这两点的线段的下方，那么这个函数就是凹函数。

直观上看，凸函数就是图象向上突出来的。比如

如果函数f(x)在区间I上二阶可导，则f(x)在区间I上是凹函数的充要条件是f''(x)>=0;f(x)在区间I上是凸函数的充要条件是f''(x)<=0;[1-2]

严格凹函数

凹函数是一个定义在某个向量空间的凸集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上的凹函数。

如果定义在某一区间上的一元实函数是连续函数，且对这一区间中的任何两点X1、X2，当X1<X2时，有不等式

其中q1、q2为正数，q1+q2=1，这时，我们把函数f(x)叫做凹函数，或叫做下凸函数。

如果把上述条件中的“≥”改成“>”，则叫做严格凹函数，或叫做严格下凸函数。

如果y=f(x)是(严格)凹函数，那么它的图象是(严格)凹曲线，或叫做(严格)下凸曲线。

凸函数的公式

凸函数,是数学函数的一类特征。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。设f(x)在[a,b]上连续，若对[a,b]中任意两点x1，x2，恒有f[(x1+x2)/2]>=[f(x1)+f(x2)]/2则称f(x)在[a,b]上是向上凸的，简称上凸.f(x)是[a,b]上的凸函数

定义

定义1设f(x)在区间I上有定义,f(x)在区间I称为是凸函数当且仅当:∀x1，∀x2∈I,有f[λx1+（1-λ）x2]≥λf（x1)+(1-λ)f(x2)上式中“≥”改成“>”则是严格凸函数的定义。

定义2设f（x）在区间I上有定义,f（x）在区间I称为是凸函数当且仅当:∀x1，∀x2∈I，有f[（x1+x2）/2]≥f（x1）/2+f（x2）/2。

定义3设f（x）在区间I上有定义,f（x）在区间I称为是凸函数当且仅当∀x1、x2....xn∈I：,有f[（x1+x2+......xn）/n]≥[f（x1）+f（x2）+......f（xn）]/n。

定义4f(x)在区间I上有定义,当且仅当曲线y=f(x)的切线恒保持在曲线以下,则成f(x)为凸函数.若除切点之外,切线严格保持在曲线下方,则称曲线f(x)为严格凸的。

单调递增的凹函数 举例

单调递增的凹函数有很多，我们学过的初等基本函数里面的e的x次方就是

单调递增的凹函数 ：

1.定义法：

①在区间D上，任取X1,X2，令X1<X2;

②作差F(X1)-F(X2)；

④确定F(X1)-F(X2)符号的正负;

2.求导法：

如果函数y=f(x)在区间D内可导(可微)，若x∈D时恒有f’(x)>0，则函数y=f(x)在区间D内单调增加；反之，若x∈D时，f’(x)<0,则称函数y=f(x)在区间D内单调减少。

到此，以上就是小编对于严格凸函数的充要条件的问题就介绍到这了，希望介绍的4点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位老师在评论区讨论，给我留言。