📚凸函数、强凸函数、拟凸函数 & 一阶二阶判断条件🧐

2025-03-19 15:25:04 科技 >
导读 在数学优化领域,凸函数是一类非常重要的函数类型,它们具有许多优良性质。✨ 凸函数 的定义是:对于任意两点 $x_1$ 和 $x_2$,若满足...

在数学优化领域,凸函数是一类非常重要的函数类型,它们具有许多优良性质。✨ 凸函数 的定义是:对于任意两点 $x_1$ 和 $x_2$,若满足 $f(\lambda x_1 + (1-\lambda)x_2) \leq \lambda f(x_1) + (1-\lambda)f(x_2)$ ($\lambda \in [0,1]$),则称该函数为凸函数。如果严格小于,则称为严格凸函数。

进一步地,强凸函数 要求函数的 Hessian 矩阵(二阶导数矩阵)正定,这意味着它比普通凸函数更加“陡峭”,能更有效地保证优化算法的收敛性💪。

而 拟凸函数 则相对宽松,仅要求上镜图是凸集即可,但不一定是凸函数。💡

如何判断?用 一阶条件:梯度 $\nabla f(x)$ 满足 $f(y) \geq f(x) + \nabla f(x)^T(y-x)$;或者用 二阶条件:Hessian 矩阵半正定即可。🧐

掌握这些特性,无论是机器学习还是工程优化中,都能事半功倍!🎯

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