首先,根据题目的条件可以判断:
函数为凸函数
其次,由凸函数的性质,其二阶导数是≥0的。
关于这个定义的证明在数学分析教材里面有相关的介绍。而高等数学教材里用的则是定义2。
(a)不妨令x<=y
因为rx+(1-r)y-x=(r-1)x+(1-r)y=(1-r)(y-x)>=0
所以x<=rx+(1-r)y
根据拉格朗日中值定理,存在u∈(x,rx+(1-r)y),使得
[rx+(1-r)y-x]f'(u)=f[rx+(1-r)y]-f(x)
(1-r)(y-x)f'(u)=f[rx+(1-r)y]-f(x)
同理,rx+(1-r)y<=y,存在v∈(rx+(1-r)y,y),使得
[rx+(1-r)y-y]f'(v)=f[rx+(1-r)y]-f(y)
r(y-x)f'(v)=f(y)-f[rx+(1-r)y]
所以r(1-r)(y-x)f'(u)-(1-r)r(y-x)f'(v)=rf[rx+(1-r)y]-rf(x)-(1-r)f(y)+(1-r)f[rx+(1-r)y]
r(1-r)(y-x)[f'(u)-f'(v)]=f[rx+(1-r)y]-rf(x)-(1-r)f(y)
根据题意,f[rx+(1-r)y]<=rf(x)+(1-r)f(y)
所以r(1-r)(y-x)[f'(u)-f'(v)]<=0
根据拉格朗日中值定理,存在ξ∈(u,v),使得:(u-v)f''(ξ)=f'(u)-f'(v)
所以r(1-r)(y-x)(u-v)f''(ξ)<=0
f''(ξ)>=0
即存在ξ∈(x,y),使得f''(ξ)>=0
由x,y的任意性及实数的完备性,可知对∀x∈R^n,有f''(x)>=0
我也不知道啊啊啊啊