泛函與變分

2021-07-24 22:57:34 字數 1091 閱讀 8850

1. 求泛函的極大值和極小值問題稱為變分問題,求泛函極值的方法稱為變分法。

2. 泛函的定義

1) 如果對於乙個函式x(

t),有乙個j值與之對應,則變數j稱為依賴於函式x(

t)的泛函式,即泛函,記作 j=

j[x(

t)]

泛函為標量,其值由函式的選取而定。

3. 泛函的變分

若連續泛函j[

x(t)

] 的增量可以表示為 δj

=j[x

(t)+

δx(t

)]−j

[x(t

)]=l

[x(t

),δx

(t)]

+r[x

(t),

δx(t

)], 其中l

[x(t

),δx

(t)]

是泛函增量的線性主部,它是δx

(t) 的線性連續泛函,稱為泛函的變分(微分),記為 δj

=l[x

(t),

δx(t

)]

4. 泛函的極值

可微泛函j[

x(t)

] 在x0

(t) 上達到極大(小)值,則在x=

x0(t

) 上有 δj

=0,即變分為0.

5. jensen不等式(jensen』s inequality): f(

∑i=1

mλix

i)≤∑

i=1m

λif(

xi) ,其中,對於任意點集

,都有λi

≥0且∑iλ

i=1 ,凸函式(convex function)滿足jensen不等式。

對於連續變數,jensen不等式的形式為: f(

∫xp(

x)dx

)≤∫f

(x)p

(x)d

x .

下一階段準備進行利用變分法求極值問題。

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