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Konvexe funktionen, konvexe Mengen

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Tags: Folgen und Reihen, Funktion, Funktionalanalysis, Funktionenfolgen, Funktionentheorie

 
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blabla4321

blabla4321 aktiv_icon

09:21 Uhr, 19.10.2020

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Hi kann mir jemand helfen, ob folgende Aussagen whr oder falsch sind und wie man sie beweist:

(i) Ist f:AR eine konvexe Funktion, so ist für alle a ∈ R die Teilmenge Ka ={xA|f(x)a}
konvex.
(ii) Hat f:AR die Eigenschaft, dass für alle a ∈ R die Teilmenge Ka ={xA|f(x)a} konvex
ist, so ist f eine konvexe Funktion. (Hinweis: Testen Sie Ihre Intuition an der Funktion
f(x)=x
3
.)


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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ermanus

ermanus aktiv_icon

10:52 Uhr, 19.10.2020

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Hallo,
wie ist A definiert und was soll
f(x)=x
3
.)
bedeuten?
Gruß ermanus
blabla4321

blabla4321 aktiv_icon

11:02 Uhr, 19.10.2020

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also das stand oben drüber:

Sei (A,V,δ) ein affiner Raum. Eine Teilmenge K ⊂ A heisst konvex,
falls ∀x0, x1K, ∀t ∈ [0,1] für den durch die Gleichung δ(xt
,x0)= t·δ(x1, x0) eindeutig bestimmten Punkt xt ∈ A gilt, dass xt ∈ K.
Eine reellwertige Funktion f:KR auf einer konvexen Menge heisst konvex, falls für alle
x0,x1,t, und xt wie eben, f (xt) ≤ (1− t)f(x0)+tf(x1).
Entscheiden Sie für jede der folgenden Aussagen, ob sie wahr ist oder falsch (je 6 Punkte). Begründen Sie Ihre Entscheidung mit einem (kurzen) Beweis oder einem Gegenbeispiel (Formel
oder Skizze; je 4 Punkte).
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

11:44 Uhr, 19.10.2020

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Zu (ii):
Dies gilt nicht, wie Gegenbeispiel zeigt:
A=V= mit der üblichen Metrik.
f(x)=x3 ist nicht konvex; nimm dazu z.B. x0=-1,x1=0,
aber Ka ist immer ein Intervall, also konvex.
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