次導數

"定義凸函式f:I→R在點x0的次導數,是實數c使得:,對於所有I內的x。 所有次導數的集合[a

定義

凸函式f:I→R在點x0的次導數,是實數c使得:,對於所有I內的x。我們可以證明,在點x0的次導數的集合是一個非空閉區間[a,b],其中a和b是單側極限,,它們一定存在,且滿足a≤b。所有次導數的集合[a,b]稱為函式f在x0的次微分。

例子

考慮凸函式f(x)=|x|。在原點的次微分是區間[?1, 1]。x0<0時,次微分是單元素集合{-1},而x0>0,則是單元素集合{1}。

性質

  • 凸函式f:I→R在x0可導,若且唯若次微分只由一個點組成,這個點就是函式在x0的導數。
  • 點x0是凸函式f的最小值,若且唯若次微分中包含零,也就是說,在上面的圖中,我們可以作一條水平的“次切線”。這個性質是“可導函式在極小值的導數是零”的事實的推廣。

次梯度

次導數和次微分的概念可以推廣到多元函式。如果f:U→R是一個實變數凸函式,定義在歐幾里得空間R內的凸集,則該空間內的向量v稱為函式在點x0的次梯度,如果對於所有U內的x,都有:,所有次梯度的集合稱為次微分,記為?f(x0)。次微分總是非空的凸緊集

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