・関数の凸性                            yusho 氏

 x、y は任意の値であることを前提に、以下の関数が凸関数であるかどうかを確認するに
は、どのようにすれば良いでしょうか。

 F(x ,y)=x^4+x^2+xy+y^2


(解) F(x ,y)=4x^3+2x+y=0 、F(x ,y)=x+2y=0 を解いて、(x ,y)=(0 ,0)

 このとき、 Fxx(x ,y)=12x^2+2 、 Fxy(x ,y)=1 、 Fyy(x ,y)=2 なので、

 Fxx(0 ,0)Fyy(0 ,0)−Fxy2(0 ,0)=2×2−1=3>0 、 Fxx(0 ,0)=2>0

 よって、曲線は、(0 ,0)で極小となる。

 極小となっても凸関数とは即断できないので、ヘッセ行列を用いた判定条件

 (u,v)[{12x^2+2,1},{1,2}](u,v)=12x^2u^2+2(u^2+uv+v^2)≧0

から、凸関数と言える。  (終)



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