Cómo saber rápidamente si una función es convexa

Supongo que te refieres a una función escalar. Si es una función dos veces diferenciable de una variable, verifique que la segunda derivada no sea negativa (estrictamente positiva si necesita una convexidad fuerte). Si es una función dos veces diferenciable de varias variables, verifique que la matriz de Hesse (segunda derivada) sea semidefinida positiva (positiva definida si necesita convexidad fuerte). No conozco una prueba rápida de convexidad en ningún otro caso (que no sea, como se mencionó en otra parte, trazar la función … si confía tanto en la resolución de la trama como en la resolución de su visión).

Actualización: omití otra posibilidad, a saber, que un resultado teórico le permite reconocer su función como convexa. Por ejemplo, suponga que sabe que [math] f () [/ math] y [math] g () [/ math] son ​​convexas y que [math] f () [/ math] también es monotónicamente no decreciente. Entonces [math] h (x) = f (g (x)) [/ math] es automáticamente una función convexa.

Las formas más rápidas que sé verificar son:

  1. Dibuja el gráfico y míralo
  2. Calcule la segunda derivada y verifique el signo (positivo o negativo)

En algunos casos, el método n. ° 1 será más rápido (generalmente porque ya sabe cómo debe verse el gráfico o tiene acceso a una calculadora gráfica o software de trazado), pero en el caso general, el método n. ° 2 será más rápido (suponiendo que por supuesto que ya sabes cómo calcular la derivada de una función).

En general, es muy difícil. http://web.mit.edu/~a_a_a/Public … muestra que decidir si un polinomio multivariado de cuarto grado es globalmente convexo es NP-hard, y espero que el problema sea indecidible para las funciones generales.

No puedes, es NP-difícil para la mayoría de los interesantes.

A menos que, por supuesto, pueda obtener información de Hesse (verifique que sea semidefinida positiva, intuitivamente esto significa que está aumentando en una dirección en todas partes).

EDITAR: También es posible si compones funciones convexas y monotónicas.