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凸性與切線解決方法

發布時間:2022-05-30 00:43:40

① 凸函數為什麼要求所有點二階倒小於零

因為函數的二階導代表的就是函數每個點切線斜率的變化,凸函數的每個點的切線斜率是隨著自便量x的增大而減小,所以反映這一特點的話就得使得凸函數的二階導小於零

如何證明上凸函數的兩點割線斜率大於這兩點的中點導數

f"(x)<0,
求證:[f(b)-f(a)]/(b-a)>f'((b+a)/2)

f"(x)<0,f'(x)是減函數
f'(b)<f'[(b+a)/2]<f'(a);
根據中值定理,存在ξ∈(a,b),[f(b)-f(a)]/(b-a)=f'(ξ)
要證明f'(ξ)>f'((b+a)/2),ξ<(b+a)/2

這個是不一定的成立的。舉一個反例:
a>0,二次函數:
f(x)=-ax²+bx+c
f'(x)=-2ax+b
f"(x)=-2a<0,函數上凸。
設m<n
f(m)=-am²+bm+c
f(n)=-an²+bn+c
[f(n)-f(m)]/(n-m)=[-a(n²-m²)+b(n-m)]/(n-m)=-a(n+m)+b
f'[(n+m)/2]=-2a(n+m)/2+b=-a(n+m)+b
兩者正好相等。

③ 數學題。。。。重新問了一遍。好評給你

有解析,望採納!
PS:是三條切線吧······
分析:先對函數f(x)求導,得到函數f(x)的兩個極值點和一個拐點,得到函數f(x)的大致圖形再分析可得答案.
解答:解:已知點(1,m)在直線x=1上;由f'(x)=3x2-3=0得兩個極值點x=±1;
由f''(x)=6x=0;得一個拐點x=0;
在(-∞,0)f(x)上凸,在(0,+∞)f(x)下凸;
切線只能在凸性曲線段的外側取得,在拐點x=0處有一條上凸和下凸部分的公共切線L其斜率k=f'(0)=-3,方程為:y=-3x;L與直線x=1的交點為(1,-3)
設過點(1,m)的直線為l
當m>-2時,l與函數f(x)上凸部分相切且有兩條切線,l與下凸部分只能相交;
當m<-3時,l與f(x)下凸部分相切且有兩條切線,l與上凸部分只能相交;
當-3<m<-2時,l與f(x)下凸部分相切且有兩條切線,l與上凸部分也相切但只有一條,共3條;其中,當m=-3時下凸部分的切線之一與上凸部分的切線重合,共有2條
所以m的取值范圍是-3<m<-2
故答案為:(-3,-2)
點評:本題主要考查導數的幾何意義,即函數在某點的導數值等於該點的切線的斜率.屬難題.

④ 凸函數的圖像的切線斜率是遞增的嗎

你好,凸函數曲線的切線斜率是遞減的。凹函數切線斜率是遞增的。
aqui te amo。

⑤ 若一個凹函數與另一個凸函數圖像不相交,這兩個函數圖象是否恆有公切線,為什麼

不是的
如e^(-t^2)+1與-e^(-t^2)-1

⑥ 如果一個凹函數和一個凸函數相切於一點,那麼他們在這一點的切線相同嗎

任意兩個可導函數圖象如果在一點相切,則兩函數圖象在此點的切線相同.
證明:設f,g兩函數在x0處可導,且f(x0)=g(x0),f,g在x0處相切.不妨在x0附近,f(x)圖象恆在g(x)圖象上方,設 h(x)=f(x)-g(x)
則h(x0)=0,且h(x)在x0附近 恆>=0,於是h(x0)是h(x)的極小值.所以必有 h'(x0)=0,即 f'(x0)=g'(x).即兩函數在x0處的切線斜率相同,又同過x0,所以兩切線重合.

⑦ 什麼是 凸函數

凸函數就是一個定義在某個向量空間的凸子集C(區間)上的實值函數。凸函數是一個定義在某個向量空間的凸子集C(區間)上的實值函數f 設f為定義在區間I上的函數,若對I上的任意兩點X1,X2和任意的實數λ∈(0,1),總有 f(λx1+(1-λ)x2)≤λf(x1)+(1-λ)f(x2), 則f稱為I上的凸函數. 判定方法可利用定義法、已知結論法以及函數的二階導數 一般的判別方法是求它的二階導數,如果其二階導數在區間上恆大於等於0,就稱為凸函數。(向下凸) 如果其二階導數在區間上恆大於0,就稱為嚴格凸函數。編輯本段性質 定義在某個開區間C內的凸函數f在C內連續,且在除可數個點之外的所有點可微。如果C是閉區間,那麼f有可能在C的端點不連續。 一元可微函數在某個區間上是凸的,當且僅當它的導數在該區間上單調遞減。 一元連續可微函數在區間上是凸的,當且僅當函數位於所有它的切線的上方:對於區間內的所有x和y,都有f(y) ≥ f(x) + f '(x) (y − x)。特別地,如果f '(c) = 0,那麼c是f(x)的最小值。 一元二階可微的函數在區間上是凸的,當且僅當它的二階導數是非負的;這可以用來判斷某個函數是不是凸函數。如果它的二階導數是正數,那麼函數就是嚴格凸的,但反過來不成立。例如,f(x) = x4的二階導數是f "(x) = 12 x2,當x = 0時為零,但x4是嚴格凸的。 更一般地,多元二次可微的連續函數在凸集上是凸的,當且僅當它的黑塞矩陣在凸集的內部是正定的。 凸函數的任何極小值也是最小值。嚴格凸函數最多有一個最小值。 對於凸函數f,水平子集{x | f(x) < a}和{x | f(x) ≤ a}(a ∈ R)是凸集。然而,水平子集是凸集的函數不一定是凸函數;這樣的函數稱為擬凸函數。 延森不等式對於每一個凸函數f都成立。如果X是一個隨機變數,在f的定義域內取值,那麼(在這里,E表示數學期望。)編輯本段微積分 如果f和g是凸函數,那麼m(x) = max{f(x),g(x)}和h(x) = f(x) + g(x)也是凸函數。 如果f和g是凸函數,且g遞增,那麼h(x) = g(f(x))是凸函數。 凸性在仿射映射下不變:也就是說,如果f(x)是凸函數,那麼g(y) = f(Ay + b)也是凸函數,其中 如果f(x,y)在(x,y)內是凸函數,且C是一個凸的非空集,那麼在x內是凸函數,只要對於某個x,有。編輯本段例子 函數f(x) = x²處處有,因此f是一個(嚴格的)凸函數。 絕對值函數f(x) = | x | 是凸函數,雖然它在點x = 0沒有導數。 當1 ≤ p時,函數f(x) = | x | p是凸函數。 定義域為[0,1]的函數f,定義為f(0)=f(1)=1,當0函數x3的二階導數為6x,因此它在x ≥ 0的集合上是凸函數,在x ≤ 0的集合上是凹函數。 每一個在內取值的線性變換都是凸函數,但不是嚴格凸函數,因為如果f是線性函數,那麼f(a + b) = f(a) + f(b)。如果我們把「凸」換為「凹」,那麼該命題也成立。 每一個在內取值的仿射變換,也就是說,每一個形如f(x) = aTx + b的函數,既是凸函數又是凹函數。 每一個范數都是凸函數,這是由於三角不等式。 如果f是凸函數,那麼當t > 0時,g(x,t) = tf(x / t)是凸函數。 單調遞增但非凸的函數包括和g(x) = log(x)。 非單調遞增的凸函數包括h(x) = x2和k(x) = − x。 函數f(x) = 1/x2,f(0)=+∞,在區間(0,+∞)內是凸函數,在區間(-∞,0)內也是凸函數,但是在區間(-∞,+∞)內不是凸函數,這是由於x = 0處的奇點]

⑧ 請問各位親這題怎麼求啊 :y=x的立方的凸性區間與拐點,,,謝謝

首先,導數的產生是從求曲線的切線這一問題而產生的,因此利用導數可以求曲線在任意一點的切線的斜率。
其次,利用導數可以解決某些不定式極限(就是指0/0、無窮大/無窮大等等類型的式子),這種方法叫作「洛比達法則」。
然後,我們可以利用導數,把一個函數近似的轉化成另一個多項式函數,即把函數轉化成a0+a1(x-a)+a2(x-a)^2+……+an(x-a)^n,這種多項式叫作「泰勒多項式」,可以用於近似計算、誤差估計,也可以用於求函數的極限。
另外,利用函數的導數、二階導數,可以求得函數的形態,例如函數的單調性、凸性、極值、拐點等。
最後,利用導數可以解決某些物理問題,例如瞬時速度v(t)就是路程關於時間函數的導數,而加速度又是速度關於時間的導數。而且,在經濟學中,導數也有著特殊的意義。

⑨ 什麼是凸函數

凸函數就是一個定義在某個向量空間的凸子集C(區間)上的實值函數。

凸函數是一個定義在某個向量空間的凸子集C(區間)上的實值函數f 設f為定義在區間I上的函數,若對I上的任意兩點X1,X2和任意的實數λ∈(0,1),總有 f(λx1+(1-λ)x2)≤λf(x1)+(1-λ)f(x2), 則f稱為I上的凸函數. 判定方法可利用定義法、已知結論法以及函數的二階導數 一般的判別方法是求它的二階導數,如果其二階導數在區間上恆大於等於0,就稱為凸函數。(向下凸) 如果其二階導數在區間上恆大於0,就稱為嚴格凸函數。
編輯本段性質
定義在某個開區間C內的凸函數f在C內連續,且在除可數個點之外的所有點可微。如果C是閉區間,那麼f有可能在C的端點不連續。 一元可微函數在某個區間上是凸的,當且僅當它的導數在該區間上單調遞減。 一元連續可微函數在區間上是凸的,當且僅當函數位於所有它的切線的上方:對於區間內的所有x和y,都有f(y) ≥ f(x) + f '(x) (y − x)。特別地,如果f '(c) = 0,那麼c是f(x)的最小值。 一元二階可微的函數在區間上是凸的,當且僅當它的二階導數是非負的;這可以用來判斷某個函數是不是凸函數。如果它的二階導數是正數,那麼函數就是嚴格凸的,但反過來不成立。例如,f(x) = x4的二階導數是f "(x) = 12 x2,當x = 0時為零,但x4是嚴格凸的。 更一般地,多元二次可微的連續函數在凸集上是凸的,當且僅當它的黑塞矩陣在凸集的內部是正定的。 凸函數的任何極小值也是最小值。嚴格凸函數最多有一個最小值。 對於凸函數f,水平子集{x | f(x) < a}和{x | f(x) ≤ a}(a ∈ R)是凸集。然而,水平子集是凸集的函數不一定是凸函數;這樣的函數稱為擬凸函數。 延森不等式對於每一個凸函數f都成立。如果X是一個隨機變數,在f的定義域內取值,那麼(在這里,E表示數學期望。)
編輯本段微積分
如果f和g是凸函數,那麼m(x) = max{f(x),g(x)}和h(x) = f(x) + g(x)也是凸函數。 如果f和g是凸函數,且g遞增,那麼h(x) = g(f(x))是凸函數。 凸性在仿射映射下不變:也就是說,如果f(x)是凸函數,那麼g(y) = f(Ay + b)也是凸函數,其中 如果f(x,y)在(x,y)內是凸函數,且C是一個凸的非空集,那麼在x內是凸函數,只要對於某個x,有。
編輯本段例子
函數f(x) = x²處處有,因此f是一個(嚴格的)凸函數。 絕對值函數f(x) = | x | 是凸函數,雖然它在點x = 0沒有導數。 當1 ≤ p時,函數f(x) = | x | p是凸函數。 定義域為[0,1]的函數f,定義為f(0)=f(1)=1,當0函數x3的二階導數為6x,因此它在x ≥ 0的集合上是凸函數,在x ≤ 0的集合上是凹函數。 每一個在內取值的線性變換都是凸函數,但不是嚴格凸函數,因為如果f是線性函數,那麼f(a + b) = f(a) + f(b)。如果我們把「凸」換為「凹」,那麼該命題也成立。 每一個在內取值的仿射變換,也就是說,每一個形如f(x) = aTx + b的函數,既是凸函數又是凹函數。 每一個范數都是凸函數,這是由於三角不等式。 如果f是凸函數,那麼當t > 0時,g(x,t) = tf(x / t)是凸函數。 單調遞增但非凸的函數包括和g(x) = log(x)。 非單調遞增的凸函數包括h(x) = x2和k(x) = − x。 函數f(x) = 1/x2,f(0)=+∞,在區間(0,+∞)內是凸函數,在區間(-∞,0)內也是凸函數,但是在區間(-∞,+∞)內不是凸函數,這是由於x = 0處的奇點

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