{\displaystyle }
Gráfico dunha función convexa
En matemática , unha función
[
a
,
b
]
→ → -->
R
{\displaystyle [a,b]\to \mathbb {R} }
é dita convexa se a rexión sobre o seu gráfico é un conxunto convexo . Ou, equivalentemente, de forma analítica, para calquera x e y pertencentes a
[
a
,
b
]
{\displaystyle [a,b]\,}
e para todo t en
[
0
,
1
]
{\displaystyle [0,1]\,}
, tense
f
(
t
x
+
(
1
− − -->
t
)
y
)
≤ ≤ -->
t
f
(
x
)
+
(
1
− − -->
t
)
f
(
y
)
.
{\displaystyle f(tx+(1-t)y)\leq tf(x)+(1-t)f(y).}
Unha función dise estritamente convexa se :
f
(
t
x
+
(
1
− − -->
t
)
y
)
<
t
f
(
x
)
+
(
1
− − -->
t
)
f
(
y
)
{\displaystyle f(tx+(1-t)y)<tf(x)+(1-t)f(y)\,}
para todo
t
{\displaystyle t}
en (0,1) e
x
≠ ≠ -->
y
{\displaystyle x\neq y\,}
.
Propiedades das funcións convexas
f
(
x
+
y
2
)
≤ ≤ -->
f
(
x
)
+
f
(
y
)
2
.
{\displaystyle f\left({\frac {x+y}{2}}\right)\leq {\frac {f(x)+f(y)}{2}}.}
para todo
x
,
y
{\displaystyle x,y}
∈
C
{\displaystyle C}
.
f
(
y
)
≥ ≥ -->
f
(
x
)
+
f
′
(
x
)
(
y
− − -->
x
)
{\displaystyle f(y)\geq f(x)+f'(x)(y-x)}
, para todos x e y no intervalo.
Exemplos
A función
f
(
x
)
=
x
2
{\displaystyle f(x)=x^{2}\,}
é convexa.
A función
f
(
x
)
=
e
x
{\displaystyle f(x)=e^{x}\,}
é convexa.
O valor absoluto é unha función convexa
(
f
(
x
)
=
|
x
|
)
{\displaystyle \left(f(x)=|x|\right)\,}
Extensións
Sexa
V
{\displaystyle \mathbb {V} \,}
un espazo vectorial e
C
{\displaystyle C\,}
un conxunto convexo contido en
V
{\displaystyle \mathbb {V} \,}
, entón unha función
f
:
C
→ → -->
R
{\displaystyle f:C\to \mathbb {R} \,}
é dita convexa se:
f
(
t
x
+
(
1
− − -->
t
)
y
)
≤ ≤ -->
t
f
(
x
)
+
(
1
− − -->
t
)
f
(
y
)
{\displaystyle f(tx+(1-t)y)\leq tf(x)+(1-t)f(y)\,}
para todo
t
{\displaystyle t}
en [0,1].
E estritamente convexa se:
f
(
t
x
+
(
1
− − -->
t
)
y
)
<
t
f
(
x
)
+
(
1
− − -->
t
)
f
(
y
)
{\displaystyle f(tx+(1-t)y)<tf(x)+(1-t)f(y)\,}
para todo
t
{\displaystyle t\,}
en (0,1) e
x
≠ ≠ -->
y
{\displaystyle x\neq y\,}
.
Exemplos
Aplicacións
Funcións convexas son amplamente utilizadas para demostrar desigualdades tales como a desigualdade de Young .
A convexidade desempeña un papel moi importante na aplicación de métodos variacionais para EDPs non lineais.
Véxase tamén
Outros artigos