上篇博客开始了我的凸优化之旅,介绍了凸集和凸函数的定义,这篇博客给出凸函数非常有用的性质和判别条件,并给出其数学证明,同时给出强凸函数定义。
首先勘误一下上篇博客关于严格凸的定义,其条件不是λ∈[0,1]\lambda \in [0,1]λ∈[0,1],而是λ∈(0,1)\lambda \in (0,1)λ∈(0,1)
1、性质1:局部最优就是全局最优
证明: 利用反证法进行证明,假设f(x∗)f(x^*)f(x∗)为找到的一个局部最小值,假设还存在一个f(xn)f(x_n)f(xn)更小,即
f(x∗)>f(xn)f(x^*)>f(x_n)f(x∗)>f(xn)
则在凸集SSS上,由凸函数定义有
f(x∗+λ(xn−x∗))≤λf(xn)+(1−λ)f(x∗)f(x^*+\lambda (x_n-x^*))\leq \lambda f(x_n)+(1-\lambda)f(x^*)f(x∗+λ(xn−x∗))≤λf(xn)+(1−λ)f(x∗)
其中λ∈[0,1]\lambda \in [0,1]λ∈[0,1],如果令λ\lambdaλ不为0,则f(x∗+λ(xn−x∗))<f(x∗)f(x^*+\lambda (x_n-x^*))<f(x^*)f(x