国内学者对凸函数理论的若干研究成果介绍

合集下载

关于凸函数的定义和性质

关于凸函数的定义和性质

关于凸函数的定义和性质作者:宋方, SONG Fang作者单位:东华大学,人文学院,法学0601,上海,201620刊名:数学的实践与认识英文刊名:MATHEMATICS IN PRACTICE AND THEORY年,卷(期):2007,37(8)被引用次数:3次1.华东师范大学数学系数学分析 19912.孙本旺数学分析中的典型例题和解题方法 19813.李文荣.徐本顺凸函数-不等式-平均值 19901.学位论文王玮递归可枚举度的一些代数性质2006长期以来图灵度形成的偏序结构D=(D,≤)是递归论的一个主要研究对象,对其子结构(R,≤)的研究则是一个重要分支。

这里R是所有递归可枚举度的集合,递归可枚举度是可以由一个递归可枚举集合代表的图灵度,而递归可枚举集合在哥德尔不完备定理的证明中扮演了重要角色:给定一个递归的、协调的公理系统,如果它蕴含谓词演算,则其所有的定理构成一个非递归的递归可枚举集合。

R的研究历史上的第一个著名问题是(Post(1944)):是否存在除了O(递归集合构成的图灵度))和O'(停机问题代表的图灵度)之外的递归可枚举度?这个问题的肯定答案由Friedberg(1957)和Mu(c)nik(1956)独立地发现,他们的证明引入了优先方法。

接下来的几十年,人们在Friedberg—Mu(c)nik工作的基础上发展出更复杂的优先方法,并用这些方法发现了(R,<)的很多重要性质。

Sacks稠密性定理的证明导致许多人猜测冗是一个简单的结构,比如:Shoenfield(1965)猜想这个结构是齐次的(即如果一个偏序P可以嵌入R中,而且Q是P的一个扩张,则在R中也可以把P扩张到Q),而Sacks猜想R的一阶理论是递归的。

Shoenfield的猜想被Lachlan(1966)和Yates(1966)独立地反驳。

他们在反驳中构造了称为极小对的递归可枚举度:a∧b=0(a,b>0)(这样的a或b的集合加上0记为M)。

模糊值m-凸函数的性质及其共轭问题的研究

模糊值m-凸函数的性质及其共轭问题的研究

模糊值m-凸函数的性质及其共轭问题的研究廖甲根;杜廷松【摘要】基于m- 凸函数提出了一类称为模糊值m- 凸函数的新概念. 首先, 研究了模糊值m- 凸函数的若干基本性质; 其次, 给出了模糊值m- 凸函数的共轭函数的概念, 并给出了模糊值m- 凸函数在一定的条件下的共轭函数是模糊值m- 凸函数等相关性质; 最后,讨论了两个模糊值m-凸函数的共轭函数与其下卷积的共轭函数之间的相互关系.【期刊名称】《纯粹数学与应用数学》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】9页(P84-92)【关键词】模糊值m-凸函数;共轭函数;下卷积【作者】廖甲根;杜廷松【作者单位】三峡大学理学院数学系,湖北宜昌 443002;三峡大学理学院数学系,湖北宜昌 443002;武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】O159.2自1972年文献[1]首次提出模糊集的概念以来,其理论研究已有了很大的进展,并得到广泛的应用.而模糊凸分析,作为模糊优化理论研究的基础,已成为模糊数学的重要分支.例如,文献[2]给出了基于模糊数空间的一种新的序关系下的可微凸模糊数值函数、拟凸模糊数值函数的刻划定理,并讨论了它们的相互关系.文献[3]讨论了模糊映射的一致凸性及其有关性质,给出了模糊映射为一致凸的几个判别准则,并得到了可微一致凸模糊映射在某一点达到最小值的充分条件.另外,在文献[4]所建立的拓扑向量空间及引进的序关系下,文献[5]引入了反模糊数的概念,建立了反模糊数空间,并讨论了有关基本性质,文献[6]提出了生成函数的概念,证明了由一类凸集生成的函数是模糊值凸函数,并利用上图的性质,建立了模糊值凸函数的下卷积、右乘等概念.最近,模糊映射的共轭问题在模糊规划中越来越受重视.文献[7]给出了模糊值凸函数的共轭函数的概念,并给出了模糊值凸函数的共轭函数是模糊值凸函数等相关性质.而对于广义模糊凸函数,很多学者也做出了研究.比如,文献[8]在下半连续的条件下,给出了一个模糊集是预不变凸模糊集的充分条件,并将模糊凸集的相关性质在模糊不变凸集上作了相应的推广.文献[9]提出了新的半E-预不变凸模糊映射和拟半E-预不变凸模糊映射的概念,讨论了各类广义E-凸模糊映射之间的关系,并给出了这类新的广义凸模糊映射的一些性质及解集特征,得出了相应的最优性条件并将其应用在模糊规划中.笔者受文献[4]所引入的序关系以及文献[10]中提出的m-凸函数的概念的启发,提出了一类模糊值m-凸函数的新概念.再结合文献[6-7,11-12]中关于对模糊凸函数的性质和共轭函数及下卷集研究的思想,讨论了模糊值m-凸函数基本性质和共轭问题,证明了其共轭映射在一定的条件下也是模糊值m-凸函数,并研究了模糊值m-凸函数的共轭函数与其下卷积之间的关系.实数集R上的一个模糊集u : R→[0,1]称为模糊数,如果u是正规的,凸的,上半连续的,且支集是紧集.用F0表示R上的所有模糊数构成的空间,称其为模糊数空间.本文所讨论的模糊数值函数是指从n维欧氏空间Rn中的一个非空子集S到模糊数空间F0的映射,即f : S→F0.由模糊数的参数表达式,模糊数值函数表示为为了方便讨论,对于模糊数记对于模糊数值函数记定义2.1[4]对于u ={(au(α),bu(α),α)|0<α<1}∈F0和(1)如果Tu≤Tv,则称u≼v; (2)如果Tu= Tv,则称u = v;对于u,v∈F0,λ>0,易证Tu+v= Tu+ Tv, Tλu=λTu.定义2.2[12]设E是F0中的一个子集, M(m)∈F0称为E的上确界,如果M(m)满足下列条件:(1)对任何u∈E,都有u≼M(m≼u),即M(m)为E的上(下)界;(2)对E的每一个上界M0(m0),都有M≼M0(m0≼m).定义2.3[10]函数f : [0,b]→R被称为m-凸函数,则对任意的x,y∈[0,b],λ∈[0,1]以及固定常数m∈(0,1],函数f满足结合定义2.3,下面给出m-凸集以及模糊值m-凸函数的概念.定义3.1设y∈S⊆Rn,如果存在固定常数m∈(0,1],使得对任意x∈S,λ∈[0,1], 有λx+m(1−λ)y∈S,则称S关于y是m-凸的.若对任意的y∈S,有λx+m(1−λ)y∈S,则称S是一个m-凸集.定义3.2设S为Rn中的非空m-凸集, m是(0,1]上的固定常数, f : S→F0为模糊值函数,如果对任意的x,y∈S,及λ∈[0,1],有则称f为S上的模糊值m-凸函数.由于模糊值m-凸函数f(x)可表示为{(fa(α,x),fb(α,x),α)|0<α<1},所以根据文献[5]中的定理1.7,易得fa(α,x)和fb(α,x)是m-凸函数.定义3.3设E为Rn×F0中的一个非空子集,则称函数为由E生成的模糊值函数,其定义域为定理3.1设S是Rn上的m-凸集, f : S→F0是模糊值函数,则f是模糊值m-凸函数的充要条件是:∀x,y∈S,∀u,v∈F0及λ∈[0,1],当Tf(x)≤Tu, Tf(y)≤Tv时,有证明必要性.设f是凸模糊值m-凸函数,则有所以当Tf(x)≤Tu, Tf(y)≤Tv时,有充分性.设x,y∈S,对任意的0<ε<1,取有于是令ε→0+,可得因此, f是凸模糊值m-凸函数.下面给出关于模糊值m-凸函数f与其epi(f)的关系, epi(f)定义如下定理3.2设f : S→F0是模糊值函数,则f是模糊值m-凸函数的充要条件是epi(f) 是Rn×F0上的m-凸集.证明充分性.设epi(f)是Rn×F0上的m-凸集,则对任意的有Tf(x)≤Tu, Tf(y)≤Tv,且即再根据定理3.1,所以f是模糊值m-凸函数.必要性.对任意的x,y∈S,有(x,f(x)),(y,f(y))∈epi(f).由于f是一个模糊值m-凸函数,则所以即epi(f)是Rn×F0上的m-凸集.定理3.3设E为Rn×F0中的一个非空m-凸集,则由E生成的模糊值函数f是S = {x|存在u∈F0,使得(x,u)∈E,x∈Rn}上的模糊值m-凸函数,并且epi(f)⊂E.证明对x,y∈S及λ∈[0,1],则有所以有f(x)≼u, f(y)≼v,即Tf(x)≤Tu, Tf(y)≤Tv.又由E的m-凸性,有从而于是有根据定理3.1,对任意的x,y∈S,当Tf(x)≤Tu, Tf(y)≤Tv时, f是S上的模糊值m-凸函数.又由f(x) = inf{u|(x,u)∈E,u∈F0},则∀u∈{u|(x,u)∈E,u∈F0},有f(x)≼u, Tf(x)≤Tu,所以epi(f)⊂E.定义3.4设f, g是m-凸集S上的两个模糊值m-凸函数,则称为f和g的下卷积,记为f⊗g.由引理1.2[6]和定理3.3易推出f和g的下卷积f⊗g是S上的模糊值m-凸函数. 定义4.1设f : S→F0为一个模糊值m-凸函数,令则称定义在S∗上的模糊值函数为f的共轭函数.定理4.1模糊值m-凸函数f(x)在Tf(x)≥0情况下,其共轭函数f∗(x∗)也是模糊值m-凸函数.证明设f : S→F0为一个模糊值m-凸函数,先证明为m-凸集.任取a∗, b∗∈S∗则∀x∈S,有又∀λ∈[0,1],有所以从而λa∗+ m(1−λ)b∗∈S∗,即S∗是一个m-凸集.下面证明f∗(x∗)是模糊值m-凸函数.任取x∗, y∗∈S∗,则有所以由于Tf(x)≥0,且m是(0,1]的固定常数,则从而可得即所以f∗是S∗上的模糊值m-凸函数.定理4.2设f : S→F0和g : S→F0都是模糊值m-凸函数,则(1)∀x∈S,若f(x)≼g(x),则f∗(x∗)≽g∗(x∗);(2) (cf)∗(x∗) = cf∗(c−1x∗) (c>0).证明(1)∀x∈S,若f(x)≼g(x),即Tf(x)≤Tg(x),所以对∀x∗∈S∗,有从而(2)当c>0时,则cf : S→F0也是一个模糊值m-凸函数.所以有从而根据定理4.2的证明过程, f∗(x∗)和g∗(x∗)的大小关系与m无关,所以有如下推论. 推论4.1设f : S→F0和g : S→F0分别是模糊值m1-凸函数和模糊值m2-凸函数, ∀x∈S,若f(x)≼g(x),则f∗(x∗)≽g∗(x∗).定理4.3设f : S→F0是模糊值m-凸函数, f∗(x∗)为f(x)的共扼映射.由f(x)可以表示为则证明根据文献[5]中定理2.3的证明,又由于fa(α,x)和fb(α,x)是m-凸函数,所以f(x)的共扼映射可表示为定理4.4设f,g : Rn→F0是两个模糊值m-凸函数, f∗,g∗分别为其共轭函数,则有证明由于f和g的下卷积f⊗g也是模糊值m-凸函数,根据定理2.1[7],有从而根据定理4.3,可以得出下面推论.推论4.2设f,g : Rn→F0是分别是模糊值m1-凸函数和模糊值m2-凸函数, f∗,g∗分别为其共轭函数,则有参考文献[1] Chang S S L, Zadeh L A. On fuzzy mappings and control [J]. IEEE Trans. Syst. Man. Cybern., 1972,2:30-34.[2]李红霞,巩增泰.模糊数值函数的凸性与可导性[J].西北师范大学学报,2007,43(5):1-6.[3]包玉娥,吴梅花.一致凸模糊映射及其有关性质[J].纯粹数学与应用数学, 2009,25(4):725-730.[4] Goetschel-Voxman W. Elementary fuzzy calculus [J]. Fuzzy Sets and Systems, 1986,18:31-34.[5]张成,袁学海.凸模糊映射的共轭映射[J].数学研究与评论, 2007,4:839-844.[6]赵博,包玉娥,彭晓芹.一类模糊值凸函数的若干运算性质[J].模糊系统与数学, 2012,26(5):167-171.[7]包玉娥,赵博,彭晓芹.关于模糊值凸函数的共轭问题的研究[J].纯粹数学与应用数学, 2013,29(4):331-337.[8]张萍,黄虎,王早.预不变凸模糊集的一些性质[J].纯粹数学与应用数学,2006,22(3):355-359.[9]刘婷婷. E-凸模糊映射及其应用[D].重庆:重庆师范大学, 2014:18-27.[10] Dragomir S S, Toader G H. Some inequalities for m-convex functions [J]. Studia Univ. Babes-Bolyai Math., 1993,38(1):21-28.[11] Nanda S. On Fuzzy Integrals [J]. Fuzzy Sets and Systems, 1989,32:95-101.[12] Yan Hong, Xu Jiuping. A class of convex fuzzy mappings [J]. Fuzzy Sets and Systems, 2002,129:47-56.2010 MSC: 03E72。

函数的凸性及应用[含论文、综述、开题-可编辑]

函数的凸性及应用[含论文、综述、开题-可编辑]

设计(20 届)函数的凸性及应用所在学院专业班级信息与计算科学学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要:凸函数是一类非常重要的函数,运用函数的凸性,不仅可以科学、准确的描述函数的图像,而且也可以用来证明一些不等式,同时,凸函数的研究结果也在许多领域得到了广泛的应用。

本文首先介绍了凸函数的定义;接着介绍了凸函数的几个定理;然后介绍了凸函数的性质;最后进一步介绍了凸函数的应用。

本文主要集中考虑了凸函数在下面几方面中的应用:凸函数在证明Hadamard不等式中的应用,凸函数在证明Jensen不等式中的应用,凸函数在一些分析不等式中的应用等。

关键词:凸函数;连续;等价描述;不等式Convex Function and Its ApplicationAbstract:Convex function is a kind of very important functions,when considering the convexity of function, it can not only describe the image of function much more scientifically and accurately, but also can be made use of to prove inequalities. At present convex function has a widely application in many areas. In this paper, we firstly introduce the definition of convex function, and take an overview of the property of Convex function, based on properties of convex function, we then further propose the application of convex function which mainly focus on inequality proof. Finally, the proof of Hadamard inequality, Jensen inequality and some other analysis inequalities are discussed.Key words:Convex function; Continuous; Equivalent description; Inequality目录1 绪论 (1)1.1 问题的背景及研究意义 (1)2 凸函数的定义及性质 (3)2.1 凸函数的定义 (3)2.2 相关的几个定理 (3)2.3 凸函数的性质 (7)3 凸函数的应用 (13)3.1凸函数在证明初等不等式中的应用 (13)3.2凸函数在证明函数不等式中的应用 (14)3.3凸函数在证明积分不等式中的应用 (14)3.4凸函数在证明Jensen不等式中的应用 (15)3.5凸函数在证明Hadamard不等式中的应用 (16)4 结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 问题的背景及研究意义在数学思想方法中,函数思想是很重要的一种思想方法,其精髓在于利用函数的相关性质对讨论的问题进行推理和论证,进而寻求解决问题的途径。

对数性凸函数和几何凸函数的一些性质解读

对数性凸函数和几何凸函数的一些性质解读

对数性凸函数和几何凸函数的一些性质张晶晶(楚雄师范学院数学系2004级1班,)指导老师郎开禄摘要: 在本文中,获得了对数性凸函数的五个性质和几何凸函数的六个性质。

关键词: 凸函数; 对数性凸函数; 几何凸函数;基本性质The research on some properties of logarithmatical convexfunction and geometric convex functionAbstract: In this paper, the author gives five properties of logarithmatical convex function and six properties of geometric convex function by studying the fundamental properties.Key Words: Convex Function; Logarithmatical Convex Function; Geometric CovexFunction;Fundamental Property导师评语:在文[1] ( [1]. 刘芳园,田宏根. 对数性凸函数的一些性质[J].《新疆师范大学学报》, 2006, 25(3): 22-25.)及文[2]( [2] .王传坚.对数性凸函数的性质及应用[D].楚雄师范学院03级优秀毕业论文)等中,引入对数性凸函数的概念,获得了对数性凸函数的若干基本性质,并讨论了对数性凸函数的基本性质的一些应用.文[3]( [3] .吴善和.几何凸函数与琴生型不等式[J].《数学的实践与认识》,2004,34(2),155-163)讨论了几何凸函数与琴生型不等式的关系.受文[1]- [3]的启发,在文[1]- [3]的的基础上, 张晶晶同学的毕业论文<<对数性凸函数和几何凸函数的一些性质>>进一步研究对数性凸函数和几何凸函数的性质,获得了对数性凸函数的五个性质 (论文中的定理7至定理11),获得了几何凸函数的六个性质 (论文中的定理13至定理17及推论).张晶晶同学的毕业论文<<对数性凸函数和几何凸函数的一些性质>>选题具有理论与实际意义,通过深入研究, 在文[1]- [3]的基础上,该论文获得了对数性凸函数的五个性质,获得了几何凸函数的六个性质.该论文完成有相当的技巧性和难度,其结果在理论与实际上都有重要意义.论文语言流畅,打印行文规范,是一篇创新型的毕业论文.该同学在作论文过程中,悟性好,爱钻研,能吃苦,独立性强.对数性凸函数和几何凸函数的一些性质前言凸函数是一类重要的函数,它有许多很好的性质,并有广泛的应用,特别是在不等式的证明中发挥着无可代替的作用,受文[1]、[2]、[3]的影响,本文得到了对数性凸函数和几何凸函数的几个性质。

凸函数的性质与应用【文献综述】

凸函数的性质与应用【文献综述】

文献综述数学与应用数学凸函数的性质与应用凸函数是数学分析中一类非常重要的函数,它不仅在一些具体学科,如机器人学,模具设计或一些数学分支(如全局优化,运筹学等)中具有重要的应用,在具体的数学学科学习中也有重要的应用.我们在华东师范大学数学系编的数学分析书上册的第六章第五节学习了凸函数的有关定义和性质.在该书中对凸函数的定义叙述为:定义1[1] 设f 为定义在区间I 上的函数,若对I 上的任意两点1x ,2x 和任意实数λ∈(0,1)总有: 1212((1))()(1)()f x x f x f x λλλλ+-≤+-,则称f 为I 上的凸函数.几何形状如下图所示:根据凸函数的定义和相关引理,我们可以得出关于二阶可导凸函数的一个重要的充要条件:定理2[1]设f 为区间I 上的二阶可导函数,则在I 上f 为凸函数的充要条件是: 0)(''≥x f ,I x ∈.从凸函数的定义,图像,充要条件上,我们可以看到凸函数有其本身的特殊性和直观性,而这些性质对于证明某些较复杂的不等式,解答高中里的数学题目均有很大的帮助.国内外现状与研究方向:由于凸函数在数学上的广泛应用,国内外越来越多的学者专注于对凸函数各个方面的研究.首先,在凸函数的众多研究课题当中,对其基本定义和性质的研究最为广泛和普遍.研究的主要内容包括凸函数及对其概念的理解,等价定义,判别法,它的线形性[华东师范大学.数学分析上册(第三版)就对凸函数的概念和定义作了详细的说明].除了对凸函数原有性质的研究之外,对其新性质的研究也使研究者们趋之若鹜.目前越来越多的学者专注于凸函数的若干新性质在求解线性与非线性不等式组和线性规划中的应用,寻找求解线性与非线性不等式组的新方法.其次,在对凸函数的定义和性质有了充分研究的前提下,研究者们更加关注对凸函数的应用的研究.例如研究其与不等式证明有关的下凸函数的性质[邱忠文,刘瑞金.函数的凹凸性及不等式的证明;王新奇.利用函数的凹凸性证明一类三角不等式];利用Jenven不等式证明当 n 取任意自然数时该性质的推广;在不等式中的应用[于靖.利用曲线的凹凸性证明柯西不等式];凸函数与极值,导数的一些关系[裴礼文.数学分析中的典型问题与方法;孙本旺,汪浩.数学分析中的典型例题和方法];判断函数极值点与拐点等应用.凸函数在高中数学中的研究也是一大亮点:由于凸函数是一类象形函数,在高中课程中虽然没有明确引入它的定义和概念,但因其性质具有明显的直观性,可以考查学生的观察能力和知识迁移能力,又可考查函数的各种性质,还能使平淡的题目增色,所以近年来已受高考命题人的青睐.初等函数基本都是凸函数,研究凸函数性质的纵向和横向的发散应用[方良秋.高考题中凸函数的题型及应用].最后,随着凸函数的凸性在数学,物理学,经济学,管理学,最优化理论等领域的广泛应用,对凸函数的凸性的进一步研究已成为众多学者密切关注的一个焦点,而由凸集和凸函数拓展延伸而产生的各类凸集和凸函数的不断出现,不仅极大地丰富了凸分析理论,而且有力地推动了数学科学的发展,特别是对数学规划,控制论,最优化等领域的发展起到巨大的作用,也引起了众多学者的密切关注和极大兴趣[钟伟,周彬林.凸函数的几种不同定义及应用].进展情况:一开始时,凸函数的重要作用被认为是在一些具体学科,如机器人学,模具设计或一些数学分支(如全局优化,运筹学等)中的应用.但随着对凸函数横向和纵向研究的逐渐深入,研究者们越来越意识到凸函数是数学分析中的一个重要概念,它涉及了许多数学命题的讨论证明和应用.例如由重庆师范大学罗超群学者所写的《凸函数在分析中的初探》就详细得探讨了凸函数的线形性和凸函数与极值,倒数的一些关系;由中国科学院计算数学与科学工程计算研究所时贞军学者和曲阜师范大学运筹与管理学院岳丽学者所写的《凸函数的若干新性质及应用》则详细讨论凸函数的性质在求解线性与非线性不等式组和线性规划中的应用,为线性与非线性不等式组,线性规划的求解提供了一种新方法;由井冈山职业技术学院的晏忠红学者所写的《凸函数的应用》则对用凸函数方法和凸函数詹生不等式推证几种重要的不等式作出了讨论;由湖南省汨罗市第二中学的刘正良和宋加文老师则在《凸函数理论及应用策略》中描述了凸函数在初高中数学学科中的具体应用.总之,学者们对凸函数各方面的研究是趋之若鹜,使得凸函数在各方面的应用也越来越深入.存在问题:现阶段关于凸函数主要存在三个方面的问题:(1)在一元微积分的教学里,函数的凹凸性的的概念却往往被忽视.在一些工科类的微积分教材中,对于函数的凹凸性的判断甚至就简单地通过比较函数图像和其切线(或割线)的上下位置关系来描述.(2)对二元凸函数的性质研究较少.(3)对于凸函数的定义和基本性质的介绍比较分散,跨度大.参考文献:[1] 华东师范大学. 数学分析上册(第三版)[M]. 北京:高等教育出版社,2006:119-125.[2] 雷澜.凸函数的性质与不等式证明[N].渝州大学学报,2000,17(4):19-21.[3] 裴礼文. 数学分析中的典型问题与方法[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006: 186-191.[4] 卢兴江,金蒙伟. 高等数学竞赛教程[M]. 杭州: 浙江大学出版社, 2010: 20-46.[5] 顾荣. 函数凹凸性定义的探讨[J]. 佳木斯教育学院学报,2010, 102(6): 299.[6] 王庆东,侯海军. R n 中函数凹凸性判定的充要条件[J]. 河北理科教学研究, 2003, 3: 50.[7] 张国坤. 多元函数的凹凸性再探[J], 曲靖师专学报. 1995, 14(6): 29-31.[8] 陈朝晖. 二元函数凹凸性的判别法及最值探讨[J]. 高师理科学刊, 2010, 30(5): 25-28.[9] 白景华. 凸函数的性质、等价定义及应用[J]. 开封大学学报, 2003, 17(2), 69-64.[10] 赵文彼, 栗洪敏. 利用函数的凹凸性推导出一批积分不等式[J]. 工科数学, 1994, 10(4):227-229.[11] 王新奇. 利用函数的凹凸性证明一类三角不等式[J]. 西安文理学院学报(自然科学版), 2005,8(3): 37-40.[12] 于靖. 利用曲线的凹凸性证明柯西不等式[J]. 辽宁师专学报, 2003, 5(2): 2-3.[13] 沈文国. 用泰勒公式研究函数凹凸性的一种拓广[J]. 兰州工业高等专科学校学报, 2001,8(4): 4-8.[14] 普丰山, 李兆强. 连续函数的单调性及凸凹性研究[J]. 河南科学, 2009, 27(8): 896-899.[15] 陈传璋. 数学分析[M]. 北京: 高等教育出版社, 1992:203-205.[16] 时贞军. 无约束优化的超记忆梯度算法[J]. 工程数学学报, 2000, 17(2): 99-104.[17] 孙本旺, 汪浩. 数学分析中的典型例题和方法[M]. 长沙: 湖南科学技术出版社, 1983:246-264.[18] 方良秋.高考题中的凸函数题型及其应用[J].数学教学通讯报,2007,271:38-4.[19] 李碧荣.凸函数及其性质在不等式证明中的应用[N].广西师范学院学报,2004,21(2):93-95.[20] 邱忠文, 刘瑞金. 函数的凹凸性及不等式的证明[J]. 工科数学, 1993, 19(3): 151-154.[21] 陈太道.凸函数判定及其应用[N].临沂师范学院学报,2002,24(3):91-92.[22] 古小敏.对凸函数定义之间等价性的进一步研究[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2009,26(2):172-182.。

[精品]拙著新版《Schur-凸函数与不等式》前言和目录

[精品]拙著新版《Schur-凸函数与不等式》前言和目录

我的大学老师石焕南教授的专著。

原文地址:拙著新版《Schur-凸函数与不等式》前言和目录作者:延川老猫Schur-凸函数与不等式(Schur convex functions and Inequalities)前言拙著《受控理论与解析不等式》自2012年4月经哈尔滨工业大学出版社出版后,受到国内同行的关注。

5年间,书中所涉及的几乎所有问题都有了后续的研究成果. 本书《Schur凸函数与不等式》是《受控理论与解析不等式》的再版,之所以更名为《Schur凸函数与不等式》,是因为“受控理论”易与浑然不同的“控制理论”混淆,而Schur凸函数是受控理论的核心概念,故以它替代“受控理论”. 与《受控理论与解析不等式》相比较,本书的参考文献新增了近160余篇,基本上是近5年发表的,其中95篇是国内作者发表的(包括笔者及合作者的28篇), 本书收录了这些新成果, 并修补、纠正了《受控理论与解析不等式》一书中的诸多疏漏和错误.本书共分九章, 第一、二章介绍Schur凸函数理论的基本概念和主要定理. 为减少篇幅, 本书略去了一些基础定理的详细证明(这些内容可查阅专著[1]和[26]), 而较为详细地介绍了国内学者对Schur凸函数的新的推广. 第三、四章介绍Schur凸函数在对称函数不等式上的丰富应用.第五、六章分别介绍Schur凸函数在序列不等式和积分不等式上的应用, 第七、八章介绍Schur凸函数在均值不等式上的应用, 新增的第九章是介绍Schur凸函数在几何不等式上的应用.这些年, 国内受控理论的研究方兴未艾, 硕果累累, 愈加受到国际同行的关注. 令人欣慰的是涌现了一些受控理论研究的新人, 例如张静、何灯、许谦、王文、龙波涌、王东生等等.感谢哈尔滨工业大学出版社刘培杰副社长建议我撰写此书,并得到哈尔滨工业大学出版社的出版资助,感谢刘培杰数学工作室这个优秀团队的精心编辑.感谢李明老师等国内同行指出了《受控理论与解析不等式》中的多处疏漏.感谢我的母校北京师范大学的王伯英教授和刘绍学教授对我科研工作的关心和鼓励. 本书保留了《追念胡克教授》一文,并补充了我与胡克教授的两封通信及原文影印件.衷心感谢我的家人对我始终不渝的呵护与照料,使我得以有足够的体力、精力和时间从事我钟爱的科研与写作. 深深地怀念和感恩不久前去世的父亲石承忠,他含辛茹苦地养育了我及五位弟妹,教我一辈子老老实实做人,踏踏实实做事.本人努力使本书不出疏漏, 不留遗憾, 但学识水平所限必有不妥之处, 敬请读者指教.石焕南2016-07-20序前言一般记号目录引言第一章控制不等式1.1 增函数与凸函数1.2 凸函数的推广1.2.1.对数凸函数1.2.2.弱对数凸函数1.2.3. 几何凸函数1.2.4.调和凸函数1.2.5. MN凸函数1.2.6. Wright-凸函数1.3 控制不等式的定义及基本性质1.4 一些常用控制不等式1.5 凸函数与控制不等式1.6 Karamata不等式的推广第二章 Schur凸函数的定义和性质2.1 Schur凸函数的定义和性质2.2 凸函数与Schur凸函数2.3 Karamata不等式的若干应用2.3.1 整幂函数不等式的控制证明2.3.2 一个有理分式不等式的加细2.3.3 一类含有幂平均,算术平均和几何平均的不等式 2.3.4 钟开来不等式的加强2.3.5 凸函数的两个性质的控制证明2.4 Schur凸函数的推广2.4.1 Schur几何凸函数2.4.2 Schur调和凸函数2.4.3 Schur幂凸函数2.4.4 一类条件不等式的控制证明2.5 凸函数和Schur凸函数的对称化2.6 抽象受控不等式2.6.1 抽象受控不等式2.6.2 抽象受控不等式的同构映射第三章 Schur凸函数与初等对称函数不等式3.1 初等对称函数及其对偶式的性质3.2 初等对称函数的商或差的Schur凸性3.2.1 初等对称函数商的Schur凸性3.2.2初等对称函数差的Schur凸性3.2.3 初等对称函数差或商的复合函数3.3 初等对称函数的某些复合函数的Schur凸性 3.3.1 复合函数E_k(x/(1-x))的Schur凸性3.3.2复合函数E_k((1-x)/(x)的Schur凸性3.3.3 复合函数E_k((1+x)/(1-x))的Schur凸性 3.3.4 复合函数E_k(1/x-x)的Schur凸性3.3.5 复合函数E_k(1/x-μ)的Schur调和凸性 3.3.6 复合函数 E_k(f(x))的Schur凸性3.4 几个著名不等式的推广3.4.1 Weierstrass不等式3.4.2 Adamovic不等式3.4.3 Chrystal不等式3.4.4 Bernoulli不等式3.4.5 Rado-Popoviciu不等式3.4.6 幂平均不等式3.4.7 算术-几何-调和平均值不等式第四章 Schur凸函数与其它对称函数不等式4.1 完全对称函数的Schur凸性4.1.1 完全对称函数的Schur凸性4.1.2 完全对称函数的推广4.1.3 一个完全对称函数复合函数的Schur凸性 4.2 Hamy对称函数的Schur凸性4.2.1 Hamy对称函数及其推广4.2.2 Hamy对称函数的对偶式4.2.3 Hamy对称函数对偶式的复合函数4.3 Muirhead对称函数的Schur凸性及其应用 4.3.1 Muirhead对称函数的Schur凸性4.3.2 涉及Muirhead对称函数的不等式4.3.3 Jensen-Pečarić-Svrtan-Fan型不等式4.3.4 含剩余对称平均的不等式4.4 Kantorovich不等式的推广4.5 一对互补对称函数的Schur凸性第五章 Schur凸函数与序列不等式5.1 凸数列的定义及性质5.2 各种凸数列5.3 关于凸序列一个不等式5.4 凸数列的几个加权和性质的控制证明5.5 离散Steffensen不等式的加细5.6 凸函数单调平均不等式的改进5.7 一类跳阶乘不等式5.8 等差数列和等比数列的凸性和对数凸性5.8.1 等差数列的凸性和对数凸性5.8.2 等比数列的凸性和对数凸性第六章 Schur凸函数与积分不等式6.1 涉及Hadamard积分不等式的Schur凸函数 6.2 涉及Hadamard型积分不等式的Schur凸函数 6.2.1. 涉及Dragomir积分不等式的Schur凸函数 6.2.2 涉及Lan He积分不等式的Schur凸函数6.2.3 涉及广义积分拟算术平均的Schur凸函数 6.3 涉及Schwarz积分不等式的Schur凸函数6.4 涉及Chebyshev积分不等式的Schur凸函数 6.5 受控型积分不等式6.6 Schur凸函数与其他积分不等式6.7 Schur凸函数与伽马函数第七章 Schur凸函数与二元平均值不等式7.1 Stolarsky 平均的Schur凸性7.2 Gini平均的Schur凸性7.3 Gini平均与Stolarsky平均的比较7.4 广义Heron平均的Schur凸性7.5 其他二元平均的Schur凸性7.5.1 广义Muirhead平均7.5.2 Seiffert型平均7.5.3 指数型平均7.5.4 三角平均7.5.5 Lehme平均7.5.6 “奇特”平均7.5.7 Toader型积分平均7.5.8 椭圆纽曼平均7.6 某些均值差的Schur凸性7.6.1 某些均值差的凸性和Schur凸性7.6.2 某些均值差的Schur几何凸性7.6.3 某些均值差的Schur几何凸性和调和凸性 7.6.4 某些均值商的Schur凸性7.7 双参数齐次函数第八章 Schur凸函数与多元平均值不等式8.1 第三类次对称平均的Schur凸性8.1.1 第三类次对称平均8.1.2 第三类次对称平均的函数推广8.1.3 第三类次对称平均的变形8.2 n元加权广义对数平均的Schur凸性8.3 关于幂平均不等式的最优值8.4 n元平均商的p阶Schur-幂凸性8.5 Bonferroni平均的Schur凸性第九章 Schur凸函数与几何不等式9.1 Schur凸函数与三角形不等式9.1.1 三角形中的控制关系9.1.2 某些三角形内角不等式的控制证明9.1.3 其他三角形不等式的控制证明9.1.4 多边形不等式的控制证明9.2 Schur凸函数与单形不等式9.2.1 单形中的记号与等式9.2.2 单形的伍德几何不等式9.2.3 单形的Berker不等式9.2.4 单形的Milosević不等式9.2.5 对称函数与单形不等式附录1 参考文献附录2 追念胡克教授附录2 我与胡克教授的两封通信及原文影印件。

关于凸函数的研究-毕业设计

关于凸函数的研究-毕业设计
凸函数除了上述定义之外还有多种不同定义形式,这些定义之间是相互等价的.常见的 凸函数定义还有: 定义 2.2 设 f ( x ) 为定义在区间 I 上的函数,那么 f ( x ) 为 I 上的凸函数当且仅当对任
第 1页 共 16 页
安庆师范学院数学与计算科学学院 2013 届毕业论文
意两点 x1 , x2 I ,有
f(
定义 2.3
x1 x2 f ( x1 ) f ( x2 ) . ) 2 2
设 f ( x) 为定义在区间 I 上的函数,那么 f ( x ) 为 I 上的凸函数当且仅当对
x1 , x 2 x n I ,有 f( x1 x2 x ) ) . n n
f ( x1 (1 ) x2 ) f ( x1 ) (1 ) f ( x2 ) .
又由
min{ f ( x1 ), f ( x 2 )} f ( x1 ) (1 ) f ( x 2 ) max{ f ( x1 ), f ( x 2 )} .

f ( x1 ) (1 ) f ( x2 ) J .

H ( x ) 为 I 上的凸函数,即 f ( x) g ( x) 也是 I 上的凸函数.
由性质 3.1 和性质 3.2 可得到下面的推论. 推论 3.1 设 f ( x), g ( x) 是区间 I 上的凸函数,则线性组合的函数
证毕.
第 2页 共 16 页
安庆师范学院数学与计算科学学院 2013 届毕业论文
f (x1 (1 ) x 2 ) f ( x1 ) (1 ) f ( x 2 ) F ( x1 ) (1 ) F ( x 2 ) g (x1 (1 ) x 2 ) g ( x1 ) (1 ) g ( x 2 ) F ( x1 ) (1 ) F ( x 2 )

国内舒尔凸函数研究综述

国内舒尔凸函数研究综述

国内舒尔凸函数研究综述
石焕南
【期刊名称】《广东第二师范学院学报》
【年(卷),期】2017(037)005
【摘要】回顾2003年以来国内Schur-凸函数研究的进展,着重介绍国内学者应用Schur凸函数理论于解析不等式研究所取得的成绩,并对今后的研究提出了几点建议.
【总页数】11页(P12-22)
【作者】石焕南
【作者单位】北京联合大学师范学院,北京 100011
【正文语种】中文
【中图分类】O178
【相关文献】
1.展示舒尔风采——PALM展上采访舒尔亚洲公司文咏兰董事总经理 [J], 杨建
2.国内舒尔凸函数研究综述 [J], 石焕南;
3.舒尔茨:物质生产力的量与质性结构——舒尔茨《生产的运动》解读 [J], 张一兵
4.国内认识论研究的一项新成果——读舒远招教授的《从进化的观点看认识——福尔迈进化认识论研究》 [J], 陈文珍
5.舒尔集团——Chris Schyvinck就任舒尔集团执行副总裁 [J],
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

全国第七届初等数学研究学术交流会大会报告论文国内学者对凸函数理论的若干研究成果介绍张小明1石焕南21.浙江广播电视大学海宁学院 浙江海宁 314400 2.北京联合大学师范学院电气信息系, 北京, 100011一、国内学者对凸函数的一些研究一百多年来,凸函数及其推广是分析不等式研究中的一个热点,参考文献也难于统计.近十年来,国内对实的凸函数的研究也是很多的(不过其中的一部分是重复研究),主要学者有胡克、石焕南、王挽澜、祁锋、文家金、张小明、杨镇杭、王良成、吴善和、刘证、于永新、李世杰和于小平等.本文把其中的一部分列为参考文献,读者可从其中了解我国学者在此方面一些研究.下面我们仅介绍让初学者容易理解的一些结果.1、凸函数和S-凸函数的定义及微分判别定理我国现行分析教材中,凸(凹)函数的定义是比较混乱.但国际通用的为如下定义1.定义1 设D 是()1,nn n ≥∈ 上的凸集,:f D → ,若任取,x y D ∈,01λ≤≤,有()()()()()11fx y f x f y λλλλ+-≤+-成立,则称f 为D 上的凸函数.当f -为凸函数时,称f 为凹函数.定义2 设D 是()1,nn n ≥∈上的凸集,:f D → ,若任取,x y D ∈,有()()11222x y f f x fy +⎛⎫≤+⎪⎝⎭成立,则称f 为D 上的中点凸函数.当f -为中点凸函数,称f 为中点凹函数.从定义中可以看出,凸函数一定是中点凸函数,反之则不然,其实开区间内的可测的或有界的中点凸函数为凸函数.其实Jensen 在1905年也是把定义2作为凸函数的定义.定义3([4][5]) 设,nx y R ∈满足(ⅰ) [][]11, 1, 2,... , 1kki i i i x y k n ==≤=-∑∑, (ⅱ) ∑∑===ni i n i i y x 11则称x 被y 所控制, 记作y x . 其中[][][]12n x x x ≥≥≥ 是x 的分量的递减重排. 例1 设()14,12,14x =,()13,13,13y =,则y x ,的重排分别为()12,14,14和()13,13,13,且有,3121≥,31314121+≥+,313131414121++=++成立,所以y x .定义 4([4][5]) 设 ,:nR R ϕΩ⊂Ω→. 若在Ω上()()x y x y ϕϕ⇒≤ , 则称ϕ为Ω上的Schur 凸函数,简称S-凸函数; 若ϕ-是Ω上Schur 凸函数, 则称ϕ为Ω上Schur 凹函数,简称S-凹函数.定理A 设函数φ在开区间I ⊆ 上一次可微,则φ在I 上为凸函数当且仅当()'t φ在区间I 为单调增加.定理B 设函数φ在开区间I ⊆ 上二次可微,则φ在I 上为凸函数当且仅当()''0t φ≥对I t ∈恒成立.定理C 设nH ⊆ 为开凸集,φ在H 上二次可微,则φ在H 上为凸函数当且仅当()111212122212n nnn nnL x φφφφφφφφφ''''''⎛⎫⎪'''''' ⎪= ⎪ ⎪''''''⎝⎭在H 上半正定. 定理D 设集合nH ⊆ 是有内点的对称凸集,:H φ→ 连续,且在H 中的内点都可微,则φ为S-凸函数的充分必要条件是φ在H 上对称且对H 的任意内点x ,都有()12120x x x x φφ⎛⎫∂∂--≥ ⎪∂∂⎝⎭.2、关于凸函数的一些研究结果定理1([6]) 设[]():,f x a b f x ∈→为凸函数,数列{}[]1,k k x a b +∞=⊆,又{}1k k p +∞=为任一非负数列,定义()()1111nn nk k k k k k nk k k k p x F n p fx p f p ====⎛⎫⎪=-⋅ ⎪⎝⎭∑∑∑∑.则(){}1n F n +∞=为单调增加数列.定理1推广了凸函数的Jensen 不等式:()1111nnk k k k k k nnk k k k p fx p x f p p ====⎛⎫⎪≥ ⎪⎝⎭∑∑∑∑.关于此类不等式的推广的研究在国外研究也很多,比如对于非凸函数但可微的函数f ,如何用[](),m a x |'|x a b f x ∈或[](),m ax |''|x a b fx ∈来表示()1111n nk k k k k k n nkk k k p fx p x f p p ====⎛⎫⎪- ⎪⎝⎭∑∑∑∑的上下界;如何继续加细()1111n n k k k k k k n nkk k k p fx p x f p p ====⎛⎫⎪≥ ⎪⎝⎭∑∑∑∑等等.这些研究较多地集中澳大利亚不等式研究小组的网站.au/RGMIA/issues.asp 上.定理2([32]) 设(),f x y 是定义在D 上的一次齐次函数且两阶可微,则(),f x y 是严格凸的充要条件是:()2,0fx y xy x y∂⋅<∂∂.定理3([32]) 设()20,D ⊂+∞,(),f x y 是定义在D 上的正n 次齐次函数且两阶可微,则()(),ln ,uvg u v f e e=严格凸的充要条件是()()2ln ,0f x y x y∂<∂∂.定理4([32]) 设()20,D ⊂+∞,(),f x y 是D 上的0 次齐次函数且二阶可微,则(),uvf e e为严格凸的充要条件是()2,0fx y x y∂<∂∂.凸函数的Hadamard 不等式(又称Hermite-Hadamard 不等式)指的是()()()122b a f a f b a b f f x dx b a++⎛⎫≤≤ ⎪-⎝⎭⎰,其中I ⊆ 为区间,:f I → 为凸函数,,a b I ∀∈.若对于[]():,0,f a b →+∞,(),,,0,r s x y ∈∈+∞ .记()()()()()()()1,,;ln exp ,.r s b r abs a r sb r a bs a f x r s f x M f f x f x r s f x -⎧⎛⎫⎪ ⎪≠⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭=⎨⎛⎫⎪ ⎪⎪= ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎩⎰⎰⎰⎰()()()()()()()1111,0;1,0,0;ln ln ,;,1,,0;0;.,r rrr s r s s r r rr rx y x r y r y x rs r s x y s y x y x s r x y r y x E r s x y x r s r x y e y r s x y x --⎧⎛⎫-⎪⋅--≠ ⎪-⎪⎝⎭⎪⎛⎫-⎪⋅=-≠ ⎪⎪-⎝⎭⎪=⎨⎪⎛⎫=-≠⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎪==⎪⎪=⎩. 1990年,杨镇杭把凸函数的Hadamard 不等式推广到幂平均的情形.定理5([26]) 设f 是[,]a b 上正的连续函数, 且在(),a b 内二次可微, 若()0f x ''>, (),x a b ∈, 则对任意的α, 有()()()()11,1;,ba f x E f a fb b a αα⎛⎫⎪<+ ⎪- ⎪⎝⎭⎰.若对于(),x a b ∈,有()0f x ''<, 则以上不等式反向. 这一结果后被孙明保推广到双参数情形.定理6([25]) 设f 是[],a b 上正的连续函数,, 且在(),a b 内导数()f x ' 连续递增 , 则对任意,r s 有()()()(),,;,r s M fE r s f a f b ≤,(2) 仅当f 为正的线性函数时等号成立.若在(),a b 内导数()f x '连续递减, 则(2)的不等号反向.2003年, 杨镇杭进一步将凸函数的幂平均不等式和双参数平均不等式推广到非对称拟算术平均不等式, 得到了下列结果定理7([24]) 设(1)f 在[],m M 上严格单调;(2)φ在[]b a ,上严格凸,且有一阶导数()'x ϕ,()m x M φ≤≤; (3))(x p 在[]M m ,上恒正并可积. 则有()()()()()()()()()()()()()11b b a abb a a p x f x dx p x f x dx ff p x dx p x dx φφφφφφφ--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥<⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎰⎰⎰⎰, (3) 当()()a b φφ=时,不等式(3)右边被定义为 ()()()1ff a a φφ-⎡⎤=⎣⎦. 作为其特例, 还得到了对数凸函数(即()ln :ln f x f x →为凸函数)的Hadamard 不等式.推论1([24]) 设F 为[]b a ,上的对数性凸函数,,r s ∈ ,有()()()1(),;,()br sr a bs a F x dx E r s F a F b F x dx -⎡⎤⎢⎥≤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎰⎰.3、关于S-凸函数的一些研究结果文[7]考虑了函数平均关于积分上下限的Schur 凹凸性(定义见文献[4][5]),借助于Hadamard 不等式,建立了如下重要的结果.定理E ([7])设I 为一区间,f 是I 上的连续函数, ()212,x x x I =∈,()()()2112211121,,,.x xf t dt x x x x x f x x x φ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩⎰则φ是2I 上的Schur 凸(凹)函数当且仅当f 是I 上的凸(凹)函数.我们在[3][8]中把此结果加强为定理8 设I 为一区间,f 是I 上的连续函数, ()212,x x x I =∈,()()()2112211121,,,.x x f t dt x x x x x f x x x φ⎧≠⎪-=⎨⎪=⎩⎰则φ是2I 上的凸(凹)函数当且仅当f 是I 上的凸(凹)函数.显然(),;,E r s x y 关于(),,,0,r s x y ∈∈+∞ 是连续的,文[10]证明了(),;,E r s x y 关于,,,r s x y 为单调增加的,[11]解决了(),;,E r s x y 对于()()2,0,x y ∈+∞关于,r s ∈ 的S-凸性问题.[12]试图研究(),;,E r s x y 对于确定的,r s ∈ 关于()()2,0,x y ∈+∞的S-凸性问题,得到一个结果.[13]指出定理B 错误的同时,给出若干充分条件.即下定理3.定理9([13]) (1)若22r s <<或22s r ≤≤,则则(),;,E r s x y 关于(),x y 在()20,+∞是S-凸函数.(2)若(){}{}{},2,012,0101r s r s r r s r s s s r ∈<≤<≤⋃<≤<≤⋃<<≤ {}{}{}012020r s s r r s ⋃<<≤⋃≤<⋃≤<,则(),;,E r s x y 关于(),x y 在()20,+∞是S-凹函数.在文[14]中,作者得到(),;,E r s x y 式对于,r s ∈ 关于(),0,x y ∈+∞为S-凸或S-凹的充要条件,即下定理4.定理10([14]) (1)(),;,E r s x y 关于(),0,x y ∈+∞为S-凸函数,当且仅当1s ≥,1r ≥和3s r +≥.(2)(),;,E r s x y 关于(),0,x y ∈+∞为S-凹函数,当且仅当3s r +≤,1r ≤或1s ≤. 推论2([14])(1)当1s ≥,1r ≥和3s r +≥时,(),;,2x y E r s x y +≥;当3s r +≤,1r ≤或1s ≤时,(),;,2x y E r s x y +≤.(2)(),1;,E r x y 被称为广义对数平均,则有当2r ≥时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凸函数;当2r ≤时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凹函数([12]).(3)(),;,E r r x y 被称为广义指数平均,则有当32r ≥时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凸函数;当1r ≤时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凹函数.(4) (),2;,r r x y E 被称为幂平均,则当1r ≥时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凸函数;当1r ≤时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凹函数.(5) (),1;,r r x y E +被称为单参数平均,则当1r ≥时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凸函数;当1r ≤时,其关于(),0,x y ∈+∞为S-凹函数.关于此类研究还可见[13][14][15]二、几何凸函数的研究介绍在几何凸函数没有正式定义之前,已有文[33][34]利用一种变换,来研究它的一些性质,而正式定义应该由文[35]最先给出的.在不知情的情况下,国内的文[36]中也出现这个概念.文[37][38][39]首次各自给出了一维几何凸函数的微分判据.定义5 设:f I ++++⊆→ 连续,如果存在自然数2≥n ,对于任一i x I ∈和0i λ>,1,2,,i n = .当11ni i λ==∑时,f≤f ⎛≤ ⎝,()11()i in n i i i i fx fx λλ==≤∏∏之一成立,则称f 在I 上是几何凸函数;若不等式之一反向,称f 在I 上是几何凹函数.大量的事实表明,几何凸函数具有凸函数同样的优点,即能够把许多已知的用不同方法得到的不等式,用一种统一的模式推导出来,是证明和推广已知不等式、发现新的不等式的一个强有力的工具;另一方面,几何凸函数与凸函数作为两个证明和发现不等式的工具来说,各有所长,不能互相替代.这两个工具具有同样的重要性,不可偏废、不能厚此薄彼.定理11([37][40]) (ⅰ)若():,g c d → 是连续的凸函数,则()(ln )g x f x e=是(),cdee上的几何凸函数.(ⅱ)反之,若0a ≥,():,f a b ++→为几何凸函数,则()()ln x g x f e =是()ln ,ln a b 上的凸函数.定理12([37][38][39]) 设区间I ++⊆ ,函数:f I ++→为二阶可导.则f 为几何凸(凹)函数,当且仅当()()()()()()()2"''0x f x f x f x f x f x ⎡⎤-+≥≤⎣⎦.对于任x I ∈恒成立.著名的Gamma 函数在数学中占据着重要的地位,我们可以通过讨论与Γ有关的函数的几何凸性,来得到一个较强结果.如:当n ++∈时,有Minc-Sather 不等式:()())()()11111!!1n nn n n n +≤+≤+,成立.后H. Alzer 把其改进为([41])()()()()1111!1211!n nn n n n n n +++-+≤≤++.文献[3]把它们改进为下定理10.定理13([3]) 1n ≥,n N ∈时,有()()()()())110.7411434411!2211!n n n nn n n n n n ++++++⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭.下面这个定理出自于[34],文[37]称其为“惊奇”的结果,其中的证法二是我们给出的. 定理14([34][37]) 设b ++∈ 为常数, [)[):0,0,f b →+∞为连续,在()0,b 上为几何凸的,那么()()0:0,xF x b f t dt ∈→⎰为几何凸函数.相对于定理11,以下结果更优美.定理15([3][43]) 设0b a >>,[]:,f a b ++→ 为几何凹,对于[],x a b ∈,设()()b xg x f t dt =⎰, ()()x ah x f t dt =⎰,则g ,h 为[],a b 上的几何凹函数.几何凸函数的Hadamard 不等式指的是以下结果. 定理16([3]) 设0b a ≥>,函数[]:,f a b ++→为几何凸(凹)函数,任取],[b a c ∈,记()()()1c cf c f c η--'=+,()()()1c cf c f c η++'=+,当满足()0c η-≠,()0c η+≠和()()af a bf b ≠时,则有()()()()()()()()()()()()11c c c c c c f c f c cabcc cc cηηηηηηηη--++-+---+⋅-+⋅-()()()()()()()()()lnln ln babf b af a b f x dx abf b af a -≤≥≤≥⋅-⎰,等号成立当且仅当f 是幂函数或常函数.借鉴凸函数一般平均不等式的证明方法, 杨镇杭进一步得到了几何凸函数的对称拟算术平均不等式.定理17([29]) 设φ在[](),0,a b ⊂+∞上严格几何凸函数, ()m x M φ≤≤; f 在[,]m M 上严格单调. 则有()()()111ccb B aAccf x dx f xdx f f b a B Aφ--⎛⎫⎛⎫⎪⎪< ⎪⎪-⎝-⎭⎝⎭⎰⎰,(0.1)其中()()()ln ln ,,ln ln b a A a B b c A B B Aφφ-===≠-.当()A B a b =≠时,上式右边被定义为A .当φ严格几何凹时, 上不等式反向成立.设0x >,n ++∈,()0!nkn k S x x k ==∑, ()(),xn n T x e S x =-.对于这个余项,[1,P.368][2,P.290]中有这样的一个估计:当01x n <<+时,有()()11!n n xT x n x n +≤-+.利用n S 的几何凸性,我们得到了下定理14.几乎同理可证下定理15. 定理18([3]) (ⅰ)当1,n ≥02x n <<+时,有()()()()1221!n n n x T x n x n ++≤+-+. (ⅱ)当1,n ≥0x >时,有()()1121!!n n n xxT x n n ++≥=+.定理19([3]) 设n ++∈,()0,2x π∈,()()()321sin 13!21!n nn x xS x x x n -=-+++-- ,()()()221cos 112!2!nn n xxP x x n +=-+++- ,则()()()()()()()()()212122221222321!22121!2223n n n n n n n xxS x n n n xn n n x +++++⋅≤≤⋅+++++++. ()()()()()()()()()()()2222222122232422!212222!2324n n n n n n n xxP x n n n x n n n x++++++⋅≤≤⋅++++++++. 同样我们可以定义S-几何凸函数和多维几何凸函数.对于(1)式,文[42]证明了下定理20.定理20([42]) (ⅰ)(),;,E r s x y 关于,x y ++∈ 为几何凸函数,当且仅当0s r +≥.(ⅱ)(),;,E r s x y 关于,x y ++∈为几何凹函数,当且仅当0s r +≤.关于S-几何凸函数的研究,读者可参考文献[3].参考文献[1]D.S.密特利诺维奇.解析不等式[M],张小萍,王龙译.北京:科学出版社,1987. [2]匡继昌.常用不等式(第三版)[M].济南:山东科学技术出版社,2004年.[3]张小明,褚玉明.解析不等式新论.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009年6月.[4]Albert W .Marshall,Ingram Olkin. Inequalities:theory of majorization and its applications[M].New York :Academic Press,Inc,1979.[5]王伯英.控制不等式基础[M].北京:北京师范大学出版社,1990年. [6]胡克.不等式进一步的性质.江西师范学院学报,1984,1:1-2.[7]Elezovic N and Pecaric J, A note on Schur-convex fuctions [J], Rocky Mountain J. Math. 2000, 30 (3): 853-856.[8]Zhang Xiaoming,Chu Yuming.Convexity of the integral arithmetic mean of a convex function. Rocky Mountain Journal of Mathematics,to appear.[9]K. B. Stolarsky, Generalizations of the logarithmic mean, Mag. Math., 48,1975: 87–92. [10]E. B. Leach, M. C. Sholander. Extended mean values. Amer. Math. Monthly, 85,1978: 84–90.[11]F. Qi, A note on Schur-convexity of extended mean values, Rocky Mountain J.Math. 35 , 5, 2005,1787–1793.[12]F. Qi, J. Sandor, S. S. Dragomir and A. Sofo. Notes on the Schur-convexity ofthe extended mean values, Taiwanese J. Math. 9(3),2005: 411–420.[13]H.N. Shi, S.H. Wu and F. Qi, An Alternative note on the Schur–convexity of the extended mean values. Math.Ine.App.9(2),2006:219–224.[14]Yuming Chu,Xiaoming Zhang.Necessary and sufficient conditions such thatextendfd mean values are Schur-convex or Schur-concave.Journal of Mathematics of Kyoto University.48(1),2008,231-238.[15]石焕南. Gini平均的Schur凸性和Schur几何凸性.不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2007,14(2),P.194-197.[16]Huan-Nan Shi. Schur-Convex functions related to Hadamard-type inequalities.Jour. Math. Ineq.. 2007, 1(1): 127-136./cont.asp?what=jmicont&vol=1.[17]Feng Qi and Bai-Ni Guo.Monotonicity of sequences involving convex function andsequence. Mathematical Inequalities and Applications,2006,9(2): 247-254. [18]Zhang Rixin,Wang Wanlan,Wen Jiajin. A Class of Reverse Jensen Inequalities.西南师范大学学报(自然科学版),2004,29(5):744-748.[19]王福利. 经典Hadamard 不等式的高维推广.数学的实践与认识,2006,39(6):370-373.[20]于永新,刘证. 另一个新的与Hadamard不等式相关的映射. 纯粹数学与应用数学,2008,24(3):547-550.[21]文家金.涉及Jensen函数的不等式.系统科学与数学,2007,4(1):208-218.[22]萧振纲.凸函数的一个积分性质的推广.湖南理工学院学报(自然科学版),2008,21(2):1-4.[23]Wen Jia-jin,Wang Wanlan. On Some Refinements of the Jensen Inequality. 成都大学学报(自然科学版),2002,21(2):1-4.[24]杨镇杭.关于凸函数的一般平均不等式.数学实践与认识,2003,33(8):136-141.[25]孙明保.凸函数的双参数平均不等式.数学研究与评论.1997,17,(4):631-632.[26]杨镇杭.凸函数的又一性质.数学通报,1984(2):32-33.[27]Huan-nan Shi, Shan-he Wu. Refinement of an inequality for the generalizedlogarithmic mean, 数学季刊, 2008,23(4):594-599.[28] Huan-nan Shi, Shan-he Wu. Majorized proof and refinement of the discreteSteffensen's inequality, Taiwanese Journal of Mathematics, 2007,11(4):1203-1208[29]杨镇杭.几何凸函数的对称拟算术平均不等式.北京联合大学学报(自然科学版),2005,19(3),P.25-29.[30]Zhen-Hang Yang.On the Monotonicity and Log-Convexity of a Four-ParameterHomogeneous Mean.Journal of Inequalities and Applications,Volume 2008, Article ID 149286, 12 pages.[31] Zhen-Hang Yang. On the log–convexity of two-parameter homogeneous functions.Mathematical Inequalities & Applications,2007, 10(3): 499–516.[32]杨镇杭.齐次函数凸性的简易判定及应用. 高等数学研究,2004,7(4):14-19.[33]L.G.Lucht, Mittelwertungleichungen fur losungen gewisser differenz-engleichungen. Aequationes Math. 39(1990),204-209.[34]P.Montel. Sur les functions convexes et les fonctions sousharmoniques. Journalde Math. 1928, 9(7),P.29–60.[35]J.Matkowski.L p-like paranorms,Selected topics in functional equations anditeration Theory.Proceedings of the Austrian-Polish seminar, Graz Math. Ber.316(1992),103-138.[36]张承宇.广义凸函数性质初探.中学数学,1998(4).[37]Constantin P.Niculescu. Convexity Aacording to the geometric mean.MathematicalInequalities & Applications .2000(2):155-167.[38]于小平.谈广义凸函数[Z].第四届初等数学研究学术交流会.2000,8.北京.[39]Carlos E. Finol and Marek Wojtowicz. Multiplicative properties of real functionswith applications to Classical Functions. Aequationes Math, 2000, 59(1-2), P.134-149.[40]李世杰.广义凸函数定义和性质之我见.中学数学 ,1999(5).[41]H.Alzer.One an inequality Of H.minc and L.Sathre.J.Math.Anal.Appl.,1993,179,P.396-402.[42]褚玉明,张小明.二元广义平均的几何凸性.不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2008,15(4).[43] Xiaoming Zhang,Yuming Chu.The geometrical convexity and concavity of integralfor convex and concave functions. International Journal of Modern Mathematics.2008,3(3). /.[44]石焕南,张小明.一对互补对称函数的Schur凸性.不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2007,14(2),P.126-133.[45]王良成.凸函数及其不等式[M].成都:四川大学出版社,2001年.[46]郑宁国,张小明,褚玉明.N元指数和对数平均的凸性和几何凸性.物理数学学报,2008,28(5).[47]石焕南,李大矛.凸数列的一个等价条件及其应用.曲阜师范大学学报(自然科学版),2001,27(4),P.4-6.[48]杨定华.关于离散Karamata不等式及其应用.应用数学学报, 2002,25(4),P.681-685.[49]张小明.利用几何凸函数的性质证几个积分不等式.不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2005,12(2),P.153-158.[50]钱伟茂,金小萍,张小明.与GA凸函数有关的几个单调性定理. 不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2007,14(3),P.376-379.[51]周银海,张小明.N元正数的Stolarsky平均的几何凸性.北京联合大学学报.2006,20(2).[52]张小明.关于几何凸函数的HADAMARD不等式.数学实践与认识,2004,34(9).[53]李世杰.一元二次和三次函数的几何凸性的判别. 中学数学研究,2004(1),P.17-20.[54]吴善和.几何凸函数与琴生不等式.数学的实践与认识,2004(3).[55]张小明,石焕南.二个Gautschi型不等式及其应用.不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2007,14(2),P.179-191.[56]李大矛,石焕南.广义指数平均的Schur凸性和Schur几何凸性.不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2007,14(2),P.137-143.[57]顾春,石焕南.Lehme平均的Schur凸性和Schur几何凸性. 不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2008,15(1),P.21-26.[58]张小明,褚玉明,祁峰.GA凸函数的Hadamard不等式和Psi函数的GA凸性.不等式研究通讯(中国不等式研究小组主办),2007,14(3), P.266-274.[59]Huan-Nan Shi, Schur-Convex Functions relate to Hadamard-type inequalitiesJournal Mathematical Inequalities, Volum 1, Number 1, (2007), 127-136 [60]Huan-Nan Shi, Da-Mao Li, and Chun Gu, Schur-Convexity of a Mean of ConvexFunction,Applied Mathematics Letters , 22 (2009), pp. 932-937[61]Huan-Nan Shi, Generalizations of Bernoulli's Inequality with Applications,Journal Mathematical Inequalities, Volum 2, Number 1, (2007), 101-107[62]Huan-nan Shi, Mihaly Bencze, Shan-he Wu and Da-Mao Li,Schur Convexity ofgeneralized Heronian Means involving two parameters.Journal of Inequalities and Applications, Volume 2008, Article ID 879273, 9 pages doi:10.1155/2008/879273.。

相关文档
最新文档