دالة المؤشر (التحليل المحدب)

في مجال الرياضيات المعروف بالتحليل المحدب ، تُعرَّف دالة المؤشر لمجموعة ما بأنها دالة محدبة تُشير إلى انتماء (أو عدم انتماء) عنصر معين إلى تلك المجموعة. وهي تُشبه دالة المؤشر المستخدمة في الاحتمالات، ولكنها تُعيِّن+{\displaystyle +\infty }بدلاً من0{\displaystyle 0}للعوامل الخارجية.

يبدو أن لكل مجال معناه الخاص لـ "وظيفة المؤشر"، كما هو الحال في التحليل المركب على سبيل المثال.

تعريف

يتركX{\displaystyle X}لتكن مجموعة ، ولتكنأ{\displaystyle A}أن تكون مجموعة جزئية منX{\displaystyle X}وظيفة المؤشر لـأ{\displaystyle A}هي الدالة [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

أناأ:XR{+}{\displaystyle \iota _{A}:X\to \mathbb {R} \cup \{+\infty \}}

أخذ القيم في خط الأعداد الحقيقية الممتد المحدد بواسطة

أناأ(x):={0،xأ؛+،xأ.{\displaystyle \iota _{A}(x):={\begin{cases}0,&x\in A;\\+\infty ,&x\not \in A.\end{cases}}}

ملكيات

تكون هذه الدالة محدبة إذا وفقط إذا كانت المجموعةأ{\displaystyle A}محدب. [ 5 ]

تكون هذه الدالة شبه متصلة من الأسفل إذا وفقط إذا كانت المجموعةأ{\displaystyle A}مغلق. [ 4 ]

لأي مجموعات عشوائيةأ{\displaystyle A}وب{\displaystyle B}، ذلكأناأ+أناب=أناأب{\displaystyle \iota _{A}+\iota _{B}=\iota _{A\cap B}}.

بالنسبة لأي مجموعة غير فارغة، فإن تحويل ليجندر الخاص بها هو دالة الدعم . [ 6 ]

التدرج الفرعي لـأناأ(x){\displaystyle \iota _{A}(x)}لمجموعةأ{\displaystyle A}وxأ{\displaystyle x\in A}المخروط الطبيعي لتلك المجموعة عندx{\displaystyle x}[ 7 ]

التفافها الأدنى مع المعيار الإقليدي||||2{\displaystyle ||\cdot ||_{2}}هي المسافة الإقليدية إلى تلك المجموعة. [ 8 ]

مراجع

  1. RT Rockafellar، التحليل المحدب ، مطبعة جامعة برينستون، (1997) [1970]، ص 28.
  2. JB Hiriart-Urruty, C. Lemaréchal, Convex Analysis and Optimization I , Springer-Verlag, 1993, p.152.
  3. S. Boyd, L. Vandenberghe, Convex Optimization , Cambridge University Press, (2009) [2004], p.68.
  4. 1 2 H. H. Bauschke, PL Combettes, Convex Analysis and Monotone Operator Theory in Hilbert Spaces , Springer (2017) [2011], p.12.
  5. HH Bauschke, PL Combettes, Convex Analysis and Monotone Operator Theory in Hilbert Spaces , Springer (2017) [2011], p.139.
  6. ^ JB Hiriart-Urruty، C. Lemaréchal، التحليل المحدب والتحسين II ، Springer-Verlag، 1993، p.39.
  7. HH Bauschke, PL Combettes, Convex Analysis and Monotone Operator Theory in Hilbert Spaces , Springer (2017) [2011], p.267.
  8. ^ JB Hiriart-Urruty، C. Lemaréchal، التحليل المحدب والتحسين II ، Springer-Verlag، 1993، p.65.

فهرس

  • روكافيلر، آر تي (1997) [1970]. التحليل المحدب . برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون. ISBN 978-0-691-01586-6.
  • هيريارت-أوروتي، جيه بي؛ ليمارشال، سي. (1993). التحليل المحدب وخوارزميات التصغير I و II . سبرينغر-فيرلاغ.
  • بويد، إس بي؛ فاندنبيرغ، إل. (2004). التحسين المحدب . مطبعة جامعة كامبريدج.
  • باوشكه، إتش إتش؛ كومبيتس، بي إل (2011). التحليل المحدب ونظرية المؤثرات الرتيبة في فضاءات هيلبرت . سبرينغر.