凸函數與凹函數(convex / concave) zz


讀文章和學習過程中經常會遇到concave,convex以及down,up的組合。怎樣區分呢?

下面有一些摘自網絡的定義,不同情況下應有不同的定義,以下僅供參考:

 定義一:當四種都存在時:

凹(convex upward):y'>0 y''>0

下凹(convex downward):y'<0 y''>0

上凸(convex upward):y'>0 y''<0

下凸(convex downward):y'<0 y''<0

 

定義二:在同濟版《高等數學》中,只有凸(上凸)和凹(上凹)兩種

此時以二階導數定義

凹(上凹), y''>0 (f\left( \frac{x_1+x_2}{2} \right) \le  \frac{f(x_1)+f(x_2)}{2}),可見包括定義一中的上凹和下凹

凸(上凸),y''<0 (f\left( \frac{x+y}2 \right) \ge \frac{f(x) + f(y)}2),可見包括定義一中的上凸和下凸 

 

 定義三:wiki上面的定義

英文wiki的定義和同濟大學定義正好相反

convex, y''>0 (f\left( \frac{x_1+x_2}{2} \right) \le  \frac{f(x_1)+f(x_2)}{2}

concave,y''<0 (f\left( \frac{x+y}2 \right) \ge \frac{f(x) + f(y)}2



定義四:如果只有concave,沒有convex時

concave upward(=定義三中的convex):y=x^2

concave downward(=定義三中的concave):y=-x^2


定義五:有些人說

convex up=concave down

convex down=concave up

 


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