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Metrik, konvexe Funktion

Schüler Ausbildungsstätte,

Tags: Konvexität, Metrik

 
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SoNyu

SoNyu

18:45 Uhr, 24.04.2014

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Hi,

mir gelingt gerade folgendes nicht:

Sei (X,d) ein metrischer Raum und sei f:[0,)[0,)
eine zweimal differenzierbare Funktion mit f(0)=0, f(x)>0 für x>0
sowie fʹ0 und fʺ0

Beweisen Sie, dass dann f(a+b)f(a)+f(b) für
alle a, b \in \mathbb{R}, a, b > 0 gilt und folgern Sie, dass

df:X×X

(x,y)f(d(x,y))

eine Metrik auf X definiert.

Leider schaffe ich es nicht zu zeigen, dass

f(a+b)f(a)+f(b)

ist.

Da die erste Ableitung monoton steigend ist, ist f konvex.
Ich habe schon viel versucht mit der Ungleichung

f(λa+(1-λ)b)λf(a)+(1-λ)f(b)

0<λ<1

aber schaffe es nicht ein geeignetes Lambda zu wählen.

mfg

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
Bummerang

Bummerang

18:57 Uhr, 24.04.2014

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Hallo,

das ist nun seit gestern die zweite parallele Aufgabe, die Du hier einstellst, ohne dass Du die erste weiter beantwortest! Das sind also drei Baustellen, die Du gleichzeitig aufmachst und bei einer Antwort zeitnah bedienen willst, oder willst Du gar nicht? Dann mache die Threads zu, bei denen Du an einer weiteren Hilfe nicht interessiert bist!
SoNyu

SoNyu

19:04 Uhr, 24.04.2014

Antworten
Was spricht denn dagegen mehrere Threads gleichzeitig auf zu machen?
Mal abgesehen davon gehe ich auch nicht mehr auf eine Antwort auf die Frage zum Integralvergleichskriterium aus, die ich mittlerweile denke ich gelöst habe. Das heißt aber nicht, dass mich eine Rückmeldung nicht interessieren würde. Wo soll also der Sinn sein sie zu schließen? Vielleicht interessieren sich ja auch noch andere für eine Antwort? Und die Aufgabe zu den Äquivalenzklassen, da muss ich mir erstmal noch eigenständige Gedanken machen.

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pwmeyer

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19:06 Uhr, 24.04.2014

Antworten
Hallo,

Du schreibst f''0 und f' ist wachsend?

Gruß pwm
SoNyu

SoNyu

19:14 Uhr, 24.04.2014

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Ja, warum? Das sollte auch richtig sein, bzw. richtig aus der Aufgabenstellung übernommen.


f:++

f(x)=log(x)

fʹ(x)=1x

fʺ(x)=-1x2


Würde dies ja zum Beispiel erfüllen.
Antwort
Bummerang

Bummerang

19:16 Uhr, 24.04.2014

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Hallo,

"Was spricht denn dagegen mehrere Threads gleichzeitig auf zu machen?"

Nichts, wenn man alle zeitnah bedient! Die Frage, die ich mir stelle ist doch: Willst Du alle Threads bedienen? Wenn Du Dich dazu innerhalb des Threads nicht äusserst, dann werden die Threads notfalls auch automatisch nach einer gewissen Zeit von der Forumssoftware geschlossen!

Und wenn Dir wirklich an den anderen gelegen ist ("Vielleicht interessieren sich ja auch noch andere für eine Antwort?"), wieso stellst du dann Deine Lösung nicht ein und stellst sie zur Diskussion? Das ist der Weg, den viele andere gehen. Ich denke auch, dass Deine Chance, einen Feedback zu bekommen und die Lösung zu verbessern so steigen würde!

Und eine Rückfrage absolut unbeantwortet zu lassen, weil Du Dir "erstmal noch eigenständige Gedanken machen" musst, ist vollkommen daneben! Warum schreibst Du nicht einfach rein, was andere regelmässig machen, dass Du im Moment andere dringendere Aufgaben hast und Du einen Moment Zeit brauchst, Dir noch eigene Gedanken zu machen? Einfach totstellen ist nicht das, was ein höflicher Mensch tun würde!
Antwort
pwmeyer

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19:20 Uhr, 24.04.2014

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f'(x)=1x ist doch fallend und log ist konkav

Gruß pwm
SoNyu

SoNyu

19:29 Uhr, 24.04.2014

Antworten
@pwmeyer:

Ich meinte damit eher, dass 1/x immer positiv ist und -1/x^2 immer negativ.

fʹ0 sagt ja auch erstmal nur, dass die Ableitung nie negativ wird, oder verstehe ich dich gerade falsch?


Antwort
pwmeyer

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19:38 Uhr, 24.04.2014

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Du hast geschrieben

"Da die erste Ableitung monoton steigend ist, ist f konvex. "

Und das passt nicht zu der Bedingung f''0- das habe ich gemeint.

Übrigens glaube ich nicht, dass man hier mit der Konvexität argumentieren kann / soll /muss. Ich denke, es geht eher mit dem Mittelwertsatz.

Gruß pwm
SoNyu

SoNyu

19:49 Uhr, 24.04.2014

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Oh, an der Stelle habe ich mich ein wenig verschusselt.

Da fʹ0 ist, ist f monoton steigend.

Wie ich hier effizient den Mittelwertsatz anwenden kann sehe ich gerade nicht.
Antwort
pwmeyer

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19:53 Uhr, 24.04.2014

Antworten
Hallo,

Mittelwertsatz: f(a+b)=f(a)+f'(ξ)b

Gruß pwm
SoNyu

SoNyu

20:09 Uhr, 24.04.2014

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Ich kenne den Mittelwertsatz so:

fʹ(ξ)=f(b)-f(a)b-a

Wenn man g(x)=f(x)-mx definiert, kommt man so auf

g(a+b)=f(a+b)-f(b)-f(a)b-a(a+b)

Aber woher nimmst du deine Form?
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