Convexe functies

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 478

Convexe functies

Hallo, ik moest een oefening oplossen i.v.m convexe functies, maar ik weet niet of mijn uitwerking wel juist is:

Opgave: Bewijs dat een functie f: x 8-)
\( \sqrt{x}\)
concaaf is in [0, + ;) ]

Voor een concave functie weet ik dat geldt:
\(f(\frac{c+d}{2})\)
:eusa_whistle:
\(\frac{1}{2}[f(c )+f(d )]\)


Dus c en d worden door de functie afgebeeld op:
\( \sqrt{c}\)
en
\(\sqrt{d}\)


Dus ingevuld betekent dat:
\({\sqrt{\frac{c+d}{2}}\)
](*,)
\(\frac{1}{2}[\sqrt{c}+\sqrt{d}]\)


Ik dacht dan om te schrijven:
\( \frac{\sqrt{c+d}}{\sqrt{2}}\)
;)
\( \frac{\sqrt{c}+\sqrt{d}}{2}\)
Dan dacht ik om in het rechterlid teller en noemer te vermenigvuldigen met
\(\sqrt{2}\)
om beide breuken op gelijke noemer te zetten.

Dus dan wordt dat:
\( \frac{\sqrt{2}\sqrt{c+d}}{2}\)
-
\(\frac{\sqrt{c}+\sqrt{d}}{2}\)
](*,) 0

En dus:
\( \frac{\sqrt{2c+2d}}{2}\)
-
\(\frac{\sqrt{c}+\sqrt{d}}{2}\)
:lol: 0

Maar nu als ik dit heb, hoe bewijs ik dan dat deze functie concaaf is in [0, + ](*,) ]?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Convexe functies

Je zal de ongelijkheid moeten aantonen, dus moet je dat niet als een gegeven opvatten.

Verder zal dit moeten gelden voor alle c en d in het domein.

Berichten: 478

Re: Convexe functies

Safe schreef:Je zal de ongelijkheid moeten aantonen, dus moet je dat niet als een gegeven opvatten.

Verder zal dit moeten gelden voor alle c en d in het domein.
Dus mijn uitwerking was goed?

Hoe moet ik dan de ongelijkheid aantonen? Ik weet dat het domein van de functie:
\( R^{+}\)
is. Dus dat betekent al dat alles onder de wortels positief zal zijn, alleen zit ik nu nog met de aftrekking in de teller, ik dacht misschien om een getalwaarde als voorbeeld te nemen en dan kwam ik tot de conclusie dat in de teller 0 kwam te staan en 0/2 is 0 :eusa_whistle: 0 (waardoor het bewezen is) maar dat mag waarschijnlijk niet?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Convexe functies

Zo kan ik er niets van zeggen.

Laat je bewijs zien.

Berichten: 478

Re: Convexe functies

Safe schreef:Zo kan ik er niets van zeggen.

Laat je bewijs zien.


Ik was te snel, het klopte niet wat ik zei, maar ik heb er geen idee van hoe ik het moet aantonen. Als er tussen beide breuken + had gestaan was het bewezen, maar nu door die aftrekking weet ik niet hoe ik moet aantonen dat de breuk positief zal zijn.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Convexe functies

Je gaat uit van de ongelijkheid ( met een vraagteken boven het ongelijkteken)

Kwadrateer links en rechts (mag dat?).

Herleiden enz en dan tot een ongelijkheid komen die klopt voor alle c en d uit het domein.

Berichten: 478

Re: Convexe functies

Safe schreef:Je gaat uit van de ongelijkheid ( met een vraagteken boven het ongelijkteken)

Kwadrateer links en rechts (mag dat?).

Herleiden enz en dan tot een ongelijkheid komen die klopt voor alle c en d uit het domein.


Volgens mij mag ik kwadrateren, maar dan moet ik wel voorwaarden opleggen, nl. c :eusa_whistle: 0 en d ](*,) 0

Maar ik heb toch al een ongelijkheid, is die dan fout?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Convexe functies

zie bericht #2.

Berichten: 478

Re: Convexe functies

zie bericht #2.
Ok, ik begrijp je post wel, maar ik weet niet hoe ik dit moet bewijzen voor alle c en d die tot het domein behoren vand e functie?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Convexe functies

Ga aan de slag met die ongelijkheid (met dit in je achterhoofd).

Volg de aanwijzingen of anders je eigen methode.

Berichten: 478

Re: Convexe functies

Safe schreef:Ga aan de slag met die ongelijkheid (met dit in je achterhoofd).

Volg de aanwijzingen of anders je eigen methode.


Ik ben er toch al mee aan de slag gegaan en de uitwerking in post 1 was het enige wat ik kon vinden.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Convexe functies

Je wil dus tonen dat:
\(\sqrt {\frac{{c + d}}{2}} \ge \frac{{\sqrt c + \sqrt d }}{2}\)
Beide leden mag je kwadraten als ze hetzelfde teken hebben - is dat zo?

Kwadrateer dan en vereenvoudig alvast. Welke ongelijkheid blijft dan over?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 478

Re: Convexe functies

TD schreef:Je wil dus tonen dat:
\(\sqrt {\frac{{c + d}}{2}} \ge \frac{{\sqrt c + \sqrt d }}{2}\)
Beide leden mag je kwadraten als ze hetzelfde teken hebben - is dat zo?

Kwadrateer dan en vereenvoudig alvast. Welke ongelijkheid blijft dan over?
Ja ik mag kwadrateren, vermits het teken onder de wortel positief is en in beide leden een optelling staat zal het teken van beide leden + zijn. Als ik kwadrateer (c :eusa_whistle: 0 en d ](*,) 0)

Dus:
\(\sqrt {\frac{{c + d}}{2}} \ge \frac{{\sqrt c + \sqrt d }}{2}\)
=
\( \frac{c+d}{2} \ge \frac{c +2\sqrt{c}.\sqrt{d}+ d}{4}\)
Nu alles op gelijke noemer zetten en aan één kant brengen zodat de ongelijkheid :lol: 0:
\( \frac{2c+2d}{4} -(\frac{c +2\sqrt{c}.\sqrt{d}+ d}{4})\)
\( \ge\)
0
\( \frac{c + d - 2\sqrt{c.d}}{4}\)
\( \ge\)
0

Dit is de uitwerking die ik nu bekom.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Convexe functies

Je mag nog met 4 vermenigvuldigen l en r, maar het hoeft niet.

Je moet nu in de teller een merkwaardig product herkennen sterk lijkend op waar je mee begon.

Berichten: 478

Re: Convexe functies

Safe schreef:Je mag nog met 4 vermenigvuldigen l en r, maar het hoeft niet.

Je moet nu in de teller een merkwaardig product herkennen sterk lijkend op waar je mee begon.
Ah inderdaad ik zie:
\( \frac{(\sqrt{c} -\sqrt{d})^{2}}{4} \ge 0\)
En een kwadraat is altijd positief, dus is het bewezen, niet?

Reageer