凸函数与凸集杂记

摘要:

  1.凸集

    1.1 凸集的定义

    1.2 仿射集的定义

    1.3 凸集的例子

    1.4 凸集的保凸运算

  2.凸函数

    2.1 凸函数的定义

    2.2 凸函数的性质

    2.3 凸函数的例子

    2.4 凸函数的保凸运算

  3.凸集和凸函数的等价条件

  4.Jensen不等式

内容:

1.凸集

1.1 凸集的定义

  集合C中任意两点间的线段均在集合C中,则称集合C为凸集

  向量的表达形式:

  这里简单备注下因为向量的加法满足三角形法则,所以得到的向量X是一条线段

1.2 仿射集的定义

  集合C中任意两点间的直线均在集合C中,则称集合C为仿射(affine)集

  向量的表达形式:

  注意这里theta的变化

1.3 凸集的例子

  仿射集必然是凸集;常见的凸集有直线,平面,超平面(高维),多面体

1.4 凸集的保凸运算

  集合的交,集合的仿射变换,透射和透视变换;

2.凸函数

2.1 凸函数的定义

  若函数f的定义域domf为凸集,且满足:

,则f(x)是凸函数

  几何意义:若一个函数的任两点的连线都位于函数的上方,则函数为凸函数

2.2 凸函数的性质

  

  

2.3 凸函数的例子

  指数函数

  负对数函数

  负熵函数 f(x) = xlnx

  范数函数 f(x) = ||x||

  最大值函数max 和 指数线性函数 

2.4 凸函数的保凸运算

  非负加权和

  凸函数与仿射函数的复合函数 g(x) = f(AX+b)

  凸函数的逐点求最大以及逐点上确界(y为连续变量) 

3.凸集和凸函数的等价条件

  一个函数图像的上方区域为凸集,则该函数为凸函数

4.Jensen不等式

  

 

posted @ 2017-01-14 21:58  混沌战神阿瑞斯  阅读(1102)  评论(0编辑  收藏  举报