Hàm nửa liên tục dưới

Một phần của tài liệu GIẢI TÍCH LỒI doc (Trang 32 - 34)

Cho f :X →R. f được gọi là nửa liên tục dưới (l.s.c.) tại x0 nếu lim inf

x→x0

f(x)≥f(x0).

Nếuf(x0) hữu hạn thì điều kiện này có thể viết lại một cách tương đương rằng, với mọi >0tồn tại lân cận gốc V sao cho

f(x)> f(x0)−, ∀x∈x0+V.

Mệnh đề 3.12. Cho f :X →R, ba phát biểu sau là tương đương a) f l.s.c.

b) C(f;α) đóng, với mọi α ∈R, c) epif là tập đóng trong X×R.

Từ kết quả này mà một hàm nửa liên tục dưới còn được gọi là hàm đóng.

Hệ quả 3.4. Một hàm lồi, l.s.c. thì cũng l.s.c. theo tôpô yếu.

Cho f :X →R. Ta gọi bao đóng của f là hàmf¯:=fepif. Tức là: ¯

f(x) := inf{γ ∈R|(x, γ)∈epif}; x∈X

và bao lồi đóng củaf là hàmcof := cof.

Mệnh đề 3.13. f¯(cof) là hàm đóng (lồi đóng) lớn nhất trong số các hàm đóng

(lồi đóng) non hơn f. Hơn nửa,

epi ¯f = epif; epi(cof) = co(epif).

Chú ý: co ¯f không nhất thiết là hàm đóng và do đó, nói chung co ¯f 6= cof.

Mệnh đề 3.14. Một hàm lồi, đóng, không chính thường thì không nhận giá trị hữu hạn nào.

Mệnh đề 3.15.

a) f đóng khi và chỉ khi f = ¯f.

b) Nếu f lồi thì f¯lồi và do đó cof = ¯f. c) Nếu f1, f2 đóng thì f1+f2 đóng.

d) Nếu fα đóng với mọi α∈I, thì ∨fα đóng.

e) Nếu fα lồi, đóng với mọi α∈I, thì ∨fα lồi, đóng.

3.2.2. Sự liên tục của hàm lồi.

Một hàmf được gọi là Lipschitz địa phương tạix0 nếu tồn tại một lân cận gốc lồi, cân đốiV và hằng số K >0sao cho

|f(x)−f(x0)| ≤KpV(x−x0); ∀x, x0 ∈x0+V.

f được gọi là Lipschitz địa phương trên tập mởU ⊂X nếu nó Lipschitz địa phương tại mọi điểm thuộc U. Dễ thấy các định nghĩa này không phụ thuộc vào lân cận

V được chọn và, khi X là không gian định chuẩn, ta nhận được định nghĩa hàm Lipschitz thông thường bằng cách chọn V là hình cầu đơn vị.

Định lý 3.16. Cho f lồi chính thường, các phát biểu sau là tương đương. a) f liên tục tại một điểm x¯∈X.

b) f bị chặn trên trong một tập lồi mở khác rỗng nào đó.

c) Int(epif)6=∅.

d) Int(domf)6=∅ và f Lipschitz địa phương trênInt(domf). e) Int(domf)6=∅ và f liên tục tại mọi điểm thuộc Int(domf).

Hệ quả 3.5. Nếuf là hàm lồi chính thường trên Rn thì f liên tục trong tôpô tương đối của Aff(domf) tại mọi điểm x∈ri(domf).

Một phần của tài liệu GIẢI TÍCH LỒI doc (Trang 32 - 34)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(41 trang)