ฟังก์ชันนูนที่เหมาะสม
ในคณิตศาสตร์วิเคราะห์โดยเฉพาะสาขาย่อยของการวิเคราะห์เชิงนูนและการหาค่า เหมาะสมที่สุด ฟังก์ชันนูนที่เหมาะสมคือฟังก์ชันนูนค่าจริงแบบขยายที่มีโดเมนไม่ว่างเปล่าซึ่งไม่เคยมีค่าเท่ากับและไม่เท่ากับค่าเดิมโดยสมบูรณ์
ในการวิเคราะห์แบบนูนและการวิเคราะห์แบบแปรผัน โดยทั่วไปแล้วจะมีการหาจุด (ในโดเมน) ที่ฟังก์ชันที่กำหนดบางฟังก์ชัน มีค่าต่ำสุด โดยที่ ค่าของฟังก์ชันนั้นอยู่ในเส้นจำนวนจริงที่ขยาย[ 1 ]จุดดังกล่าว หากมีอยู่ จะเรียกว่าจุดต่ำสุดทั่วโลกของฟังก์ชัน และค่าของฟังก์ชัน ณ จุดนี้เรียกว่าค่าต่ำสุดทั่วโลก ( ค่า ) ของฟังก์ชัน หากฟังก์ชันมีค่าเป็นแสดงว่าค่าต่ำสุดทั่วโลกก็คือค่า เช่นกัน และปัญหาการหาค่าต่ำสุดสามารถหาคำตอบได้ นี่คือเหตุผลสำคัญที่นิยามของ " ฟังก์ชัน ที่เหมาะสม " กำหนดให้ฟังก์ชันต้องไม่มีค่าเป็น เลย สมมติเช่นนี้ หากโดเมนของฟังก์ชันว่างเปล่า หรือหากฟังก์ชันเท่ากับ อย่างสมบูรณ์ปัญหาการหาค่าต่ำสุดก็จะมีคำตอบทันที ฟังก์ชันค่าจริงที่ขยายซึ่งปัญหาการหาค่าต่ำสุดไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยกรณีง่ายๆ สามกรณีนี้ คือฟังก์ชันที่เรียกว่าฟังก์ชันที่เหมาะสมผลลัพธ์หลายอย่าง (แม้จะไม่ใช่ทั้งหมด) ที่สมมติฐานกำหนดให้ฟังก์ชันต้องเป็นฟังก์ชันที่เหมาะสม จะเพิ่มข้อกำหนดนี้โดยเฉพาะเพื่อยกเว้นกรณีง่ายๆ เหล่านี้
หากปัญหาเป็นปัญหาการหาค่าสูงสุด (ซึ่งจะระบุไว้อย่างชัดเจน เช่น ฟังก์ชันเป็นฟังก์ชันเว้าแทนที่จะเป็นฟังก์ชันนูน) นิยามของคำว่า " เหมาะสม " จะถูกกำหนดในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน (แม้ว่าในทางเทคนิคจะแตกต่างกัน) แต่มีเป้าหมายเดียวกัน คือ เพื่อยกเว้นกรณีที่สามารถหาคำตอบของปัญหาการหาค่าสูงสุดได้ทันที โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟังก์ชันเว้าจะเรียกว่าเหมาะสมหากฟังก์ชัน ผกผันของมัน ซึ่งเป็นฟังก์ชันนูนนั้น เหมาะสมในความหมายที่กำหนดไว้ข้างต้น
คำจำกัดความ
สมมติว่าเป็นฟังก์ชันที่รับค่าบนเส้นจำนวนจริงแบบขยาย ถ้าเป็นฟังก์ชันนูน หรือถ้า กำลังหาจุดต่ำสุดของ แล้ว เรียกว่าฟังก์ชันแท้ถ้า
- สำหรับทุกๆ
และถ้าหากมีจุดบาง จุดอยู่ด้วย เช่นกันที่
กล่าวคือ ฟังก์ชันจะเหมาะสม ก็ต่อ เมื่อมันไม่เคยบรรลุค่าและโดเมนที่มีประสิทธิภาพ ของมัน ไม่ว่างเปล่า[ 2 ] ซึ่งหมายความว่ามีอยู่บางค่าที่และก็ไม่เท่ากับฟังก์ชันนูนที่ไม่เหมาะสมเรียกว่าฟังก์ชันนูนที่ไม่เหมาะสม[ 3 ]
ฟังก์ชันเว้าแท้คือ ฟังก์ชันใดๆ ที่มีคุณสมบัติว่าเป็นฟังก์ชันนูนแท้ กล่าวคือ ถ้า เป็นฟังก์ชันเว้า หรือถ้า กำลังหาจุดสูงสุดของ ฟังก์ชันเว้า แท้ จะเรียกว่าเป็นฟังก์ชันเว้าแท้ ก็ต่อ เมื่อโดเมนของมันไม่ว่างเปล่า มันไม่มีค่าเท่ากับและไม่เท่ากับ โดยสมบูรณ์
คุณสมบัติ
สำหรับฟังก์ชันนูนแท้ทุกฟังก์ชันจะมีค่าและ บาง ค่าที่ทำให้
สำหรับทุกๆ
ผลรวมของฟังก์ชันนูนที่เหมาะสมสองฟังก์ชันเป็นฟังก์ชันนูน แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นฟังก์ชันนูนที่เหมาะสมเสมอไป[ 4 ] ตัวอย่างเช่น ถ้าเซตและ เป็น เซตนูนที่ไม่ว่างในปริภูมิเวกเตอร์ฟังก์ชันลักษณะเฉพาะและจะเป็นฟังก์ชันนูนที่เหมาะสม แต่ถ้าแล้วจะเท่ากับ
การสังเคราะห์อินฟิมัลของฟังก์ชันนูนที่เหมาะสมสองฟังก์ชันนั้นเป็นฟังก์ชันนูน แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นฟังก์ชันนูนที่เหมาะสม[ 5 ]
ดูเพิ่มเติม
การอ้างอิง
- ^ Rockafellar & Wets 2009 , หน้า 1–28.
- ^ Aliprantis, CD; Border, KC (2007). การวิเคราะห์มิติอนันต์: คู่มือนักเดินทาง (ฉบับที่ 3). Springer. หน้า 254. doi : 10.1007/3-540-29587-9 . ISBN 978-3-540-32696-0.
- ^ Rockafellar, R. Tyrrell (1997) [1970]. การวิเคราะห์เชิงนูน . พรินซ์ตัน, นิวเจอร์ซีย์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน. หน้า 24. ISBN 978-0-691-01586-6.
- ^บอยด์, สตีเฟน (2004). การเพิ่มประสิทธิภาพเชิงนูน . เคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ หน้า 79. ISBN 978-0-521-83378-3.
- ^ Ioffe, Aleksandr Davidovich; Tikhomirov, Vladimir Mikhaĭlovich (2009), ทฤษฎีของปัญหาเชิงสุดขั้ว , การศึกษาคณิตศาสตร์และการประยุกต์ใช้, เล่ม 6, North-Holland, หน้า 168, ISBN 9780080875279.