关于二次型在函数极值中的应用备注

首先2次型是 x'  A  x 这样的实值-向量函数  x=[x1,x2...xn]   ,注意A是对称的。

对于x不为0向量时,x' A x >0 为正定,

对于x不为0向量时,  x' A x <0 为负定,

对于x不为0向量时,  x' A x 可取正负,为不定。

对于任意函数 y=f(x1,x2,x3...xn) , 为求其极值或鞍点(局部或全局的),

1.求出函数的一阶导数,并令一阶导数等于0,即:

fx1=0

fx2=0

...

fxn=0

解方程组获取多个点--点集,这些点称为鞍点。

用a=(a1,a2,....an)表示其中以1个点, 另外一个点是b=(b1,b2,b3..bn)...等等,

将f(x)在b点做n元泰勒展开,余项R采用3阶导数表示(当然前提是函数在b点三阶可导), 如果与b点足够近,那么R将比二阶导数组成的项小(前提是收敛的),

D=f(b+b_1)-f(b) ,  b_1是以b为基点的调整类似( x0 + delta x),这里b,b_1都是n元向量,

b_1不等于0向量(等于0向量就是b点了) D>0意味着在b点附近函数值f(x)都是增加的,所以驻点b是极小值, 另外2中情况类似。

令一方面f(x)在b点的n元泰勒展开的带二阶导数组成的项,正是二次型, 这里b看成常量,b_1看成变量,书上是x0+h,y0+k

而判断2次型可以通过H(黑塞矩阵)--对应上面的A,判断其实正定的那么函数在驻点取得极小值,

黑塞矩阵的定义:下图的向量x0 ,对应向量a,b

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