凸锥

更新时间:2022-08-25 15:14

一类特殊的凸集被称之为凸锥,它有极其重要的性质和应用。既是锥又是凸集的点集称之为凸锥。常见的凸锥包括:二维平面中的半射线、整个n维欧式空间等。凸锥中有一个重要的定理,凸锥分离定理。

基础知识

凸集

设为中的点集,当,对任意的,点,即连接的整个线段上的点都属于,则称为凸集

设是中的点集,当,对任意的,点,即由原点出发过的半射线上的点都属于,则称K为锥。

定义

设是中的点集,若点集既是锥又是凸集时,即当时,对任意不同时为零的,点,则称为凸锥。

性质

简单性质

(1)中的半射线是锥且是真凸锥。

(2)中的是锥并且是真凸锥。

凸集分离定理

设是中的两个凸锥,且,即两个凸锥无公共点,那么存在一个超平面,将把分离,即存在一个矢量使得下面的不等式成立:

典例

例1

整个空间是凸锥。

例2

设和是p+q个已知的n维向量,则满足条件

的n维向量h的全体X组成一个凸锥。

证明:对任意和任意两个不同时为零的实数,有:

因此,,为凸锥。

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