Novo

Forum kao aplikacija na telefonu

Dodajte forum na početni ekran i koristite ga kao aplikaciju, sa menijem na dnu ekrana.

  • 9 odgovora
  • 7.534 pregleda

Najnovija ↓

Jedna nejednakost 02.05.2005. u 16:50 · pre 262 meseca #1
Kako primeniti Jensenovu nejdnakost na ovaj zadatak:
Ako je x>0, y>0, z>0, dokazati da je:
{{x\over \sqrt{y+z}}+{y\over \sqrt{x+z}}+{z\over
\sqrt{x+y}}\geq {\sqrt{{3\over 2}(x+y+z)}}}.
Re: Jedna nejednakost 05.05.2005. u 14:54 · pre 262 meseca #2
Slučajno mi je poznat zadatak ;). ja sam preko Jensena uradio tako što uvedeš smenu x_1=\frac x k, y_1=\frac y k, z_1=\frac z k gde je k=x+y+z i dalje će ti se kasti samo. Probaj pa ako zapneš javi.
Potpis
Ljubičice crvena, što si plava kô zelena trava.
Re: Jedna nejednakost 07.05.2005. u 22:02 · pre 262 meseca #4
Sada me interesuje jos nesto. Recimo da imamo neku funkciju vise promenljivih, konkretno f(x,y,z). Da li je tacno sledece:

Funkcija f(x,y,z) je konveksna ako vazi:
\frac{f(x_1,y_1,z_1)+f(x_2,y_2,z_2)}{2}\geq f\left(\frac{x_1+x_2}{2},\frac{y_1+y_2}{2},\frac{z_1+z_2}{2}\right).

Za konveksnu funkciju 3 promenljive vazi:
\frac{f(x_1,y_1,z_1)+\ldots+f(x_n,y_n,z_n)}{n}\geq f\left(\frac{x_1+\ldots+x_n}{n},\frac{y_1+\ldots+y_n}{n},\frac{z_1+\ldots+z_n}{n}\right).

Ako je tacno, da li se konveksnost ovakve funkcije moze dokazati preko izvoda, kao sto moze za funkciju jedne promenljive?
Re: Jedna nejednakost 07.05.2005. u 23:58 · pre 261 mesec
izmenjeno 1 put, poslednji put Bojan Basic 06.10.2007. u 22:30
  1. Bojan Basic06.10.2007. u 22:30zapis iz teksta poruke
#5
Prema definiciji funkcija f:\Omega\to R gde je \Omega neki vektorski prostor (ako ne znaš šta je vektorski prostor samo zamisli to kao funkciju više promenjivih, to je to u suštini) je konveksna ako za svako X,\ Y\in\Omega,\ X\not=Y i za svako \lambda \in (0,1) važi f\left( \lambda X + (1-\lambda)Y\right)\leq \lambda f(X)+(1-\lambda)f(Y).

Provera preko izvoda je moguća ali je nešto složenija nego kod funkcija jedne promenljive. Neka je funkcija f(x_1,x_2,\dots,x_n) dva puta diferencijabilna. Posmatrajmo sledeću matricu:
\displaystyle H(X)=
\left[\begin{array}{cccc}
\frac{\partial^2 f}{\partial x_1^2} & \frac{\partial^2 f}{\partial x_1\partial dx_2} & \ldots & \frac{\partial^2 f}{\partial x_1\partial x_n}
\\ \frac{\partial^2 f}{\partial x_2\partial x_1} & \frac{\partial^2 f}{\partial x_2^2} & \ldots & \frac{\partial^2 f}{\partial x_2\partial x_n}
\\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots
\\ \frac{\partial^2 f}{\partial x_n\partial dx_1} & \frac{\partial^2 f}{\partial x_n\partial x_2} & \ldots & \frac{\partial^2 f}{\partial x_n^2}
\end{array}\right]
Funkcija je konveksna na nekom intervalu S akko je H(X) pozitivno definitna (positive definite) za sve X\in S.

Kao što vidiš situacija se prilično komplikuje uvođenjem više promeljivih, ali dobra ideja nekad ume jako da pojednostavi stvari. Primera radi, dokazati da je funkcija f(x_1,x_2,\dots,x_n)=\ln(x_1k_1+x_2k_2+\cdots+x_nk_n) za neke fiksne k_1,k_2,\dots,k_n konkavna (nije teško ali ovakva ideja ume da bude od koristi pa sam zato napisao ovaj primer).
Potpis
Ljubičice crvena, što si plava kô zelena trava.
Re: Jedna nejednakost 08.05.2005. u 19:52 · pre 261 mesec #6
Ma to ti je izvod drugog reda... Nisam bas siguran da li je to potreban i dovoljan uslov konveksnosti :-)
Re: Jedna nejednakost 08.05.2005. u 20:23 · pre 261 mesec
izmenjeno 1 put, poslednji put Bojan Basic 19.05.2008. u 00:49
  1. Bojan Basic19.05.2008. u 00:49zapis iz teksta poruke
#7
Čekaj bre, Aco, jesi li siguran da to ne valja? Ja sam oduvek tako radio i bilo je OK.

P. S. Evo sad nađoh i neke reference o tome na netu, pogledaj http://www.economics.utoronto.ca/osborne/MathTutorial/CVNF.HTM.
Potpis
Ljubičice crvena, što si plava kô zelena trava.
Re: Jedna nejednakost 17.05.2005. u 21:59 · pre 261 mesec #8
(Hessian test). A twice differentiable function f(x_1,x_2\ldots,x_n) is convex in a region if and only if the Hessian matrix H_{ij}=\frac{\partial^2}{\partial x_i\partial x_j} is positive definite everywhere in the region.

Ovo sam nasao u nekoj PDF knjizi. Nema neki naziv, a zaboravio sam link, pa ako nekoga interesuje poslacu mu je.
Re: Jedna nejednakost 21.10.2011. u 02:14 · pre 183 meseca #9

\begin{array}{lcl}
     f[\theta(x_1,x_2,\dots,x_n)+(1-\theta)(y_1,y_2,\dots,y_n)]&=&f\left[\theta x_1+(1-\theta)y_1,\theta x_2+(1-\theta)y_2,\dots,\theta x_n+(1-\theta)y_n\right]\cr
          &=&\log[k_1(\theta x_1+(1-\theta)y_1)+k_2(\theta x_2+(1-\theta)y_2)+\dots+k_n(\theta x_n+(1-\theta)y_n)]\cr
           &=&\log(\theta(k_1x_1+k_2x_2+\dots+k_nx_n)+(1-\theta)(k_1y_1+k_2y_2+\dots+k_nx_n))\cr &\geq& \theta\log(k_1x_1+k_2x_2+\dots+k_nx_n)+(1-\theta)\log(k_1y_1+k_2y_2+\dots+k_ny_n)\cr &=&\theta f(x_1,x_2,\dots,x_n)+(1-\theta)f(y_1,y_2,\dots,y_n)

\end{array}

U pretposlednjem redu se pozivamo na konkavnost funkcije \log.

\theta glumi \lambda iz Bojanovog posta.
Potpis
Leonardo da Vinči

Nema istine u onim naukama u kojima se matematika ne primenjuje.

Milorad Stevanović

Bog postoji zato sto je matematika neprotivurečna.
Re: Jedna nejednakost 19.05.2023. u 11:17 · pre 42 meseca #10
Ne znam zašto se nigde ne pominje svođenje dokazivanja konveksnosti funkcija više promenljivih na slučaj jedne promenljive, pa hajde ja da napišem.

Neka je funkcija f(x_1,\dots,x_n) definisana na konveksnom domenu. Tada je funkcija f (strogo) konveksna (odnosno konkavna) akko je za ma koje različite tačke a=(a_1,\dots,a_n) i b=(b_1,\dots,b_n) funkcija

g(t)=f(a_1+t(b_1-a_1),\dots,a_n+t(b_n-a_n))=f((1-t)a_1+t\,b_1,\dots,(1-t)a_n+t\,b_n) za t\in[0,1].

Tada se u slučaju diferencijabilnosti, odnosno dvostruke diferencijabilnosti može koristiti kriterijum za funkcije jedne promenljive, s tim da se to mora dokazati za sve međusobno različite a i b iz domena. Ukoliko je funkcija f definisana preko neke funkcije jedne promenljive kao u navedenom zadatku, onda se lako rešava onako kako je Sonec napisao.

Za funkcije jedne promenljive važi da je funkcija f:I\longrightarrow R, gde je I pravi interval (ograničen ili neograničen) (strogo) konveksna akko je zadovoljen bilo koji od sledećih ekvivalentnih uslova:

1) Za ma koje a,b,c\in I takve da je a<b<c važi da je determinanta

\left|\begin{array}{ccc}
1 & 1 & 1
\vspace{0.5em}\\
a & b & c
\vspace{0.5em}\\
f(a) & f(b) & f(c)
\end{array}\right|

(strogo) veća od nule. Ovde "veća" bez "strogo" znači "veća ili jednaka".

2) Pod uslovom da je a najmanja vrednost intervala I, funkcija f je (strogo) konveksna na intervalu I\setminus\{a\}, važi da je f(a)\geq\lim_{x\to a+}f(x).

3) Pod uslovom je b najveća vrednost intervala I, funkcija f je (strogo) konveksna na intervalu I\setminus\{b\}, važi da je f(b)\geq\lim_{x\to b-}f(x).

4) Ako za barem jedno a\in I važi da je funkcija g:I\setminus\{a\}, g(x)=(f(x)-f(a))/(x-a) (strogo) monotono neopadajuća. Ovde "strogo monotono neopadajuća" znači "strogo rastuća".

5) Ako za svako a\in I važi da je funkcija g:I\setminus\{a\}, g(x)=(f(x)-f(a))/(x-a) (strogo) monotono neopadajuća.

6) Pod uslovom da interval I nema najmanju niti najveću vrednost i da je funkcija f diferencijabilna na njemu, važi da je funkcija f' monotono neopadajuća, i da u slučaju da se traži stroga konveksnost važi da f' nije konstantno ni na jednom pravom intervalu.

7) Pod uslovom da interval I nema najmanju niti najveću vrednost i da je funkcija f dva puta diferencijabilna na njemu, važi da je funkcija f'' nenegativna, i da u slučaju da se traži stroga konveksnost važi da f'' nije konstantno jednako nuli ni na jednom pravom intervalu.
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Prijavite se da biste odgovorili u ovoj temi.PrijavaRegistracija

Premeštanje teme