Capitulo V, Desigualdad de Jensen |
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Capitulo V, Desigualdad de Jensen |
Jan 1 2006, 11:57 PM
Publicado:
#1
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Webmaster Grupo: Administrador Mensajes: 6.692 Registrado: 13-May 05 Desde: Santiago Centro Miembro Nº: 2 Nacionalidad: Sexo: |
Antes de iniciar este Capitulo debo confesar que esta es una de las Desigualdades que mas me gusta...y a la cual le he dado mucha utilidad en variadas Olimpiadas.
Por fin aprenderemos algo realmente lindo....jejejejejeje(y de paso nos toparemos con calculo) Consideremos o bien Intervalo en (en el futuro diremos que D es un conjunto convexo) Una funcion se dira Convexa si: Graficamente esto significa que en cada intervalo , la grafica de queda por debajo del segmento que une con Esto lo podemos visualizar en el siguiente "Grafico Ilustrativo" screen.width*0.6) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.4; this.alt='Pincha Aqui para ver esta imagen en su tamaño original';}" onmouseover="if(this.resized) this.style.cursor='hand';" onclick="if(this.resized) {window.open('http://img313.imageshack.us/img313/9934/convexa2zm.png');}" /> De la misma forma se dira Concava si: -------------------- Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)
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Jan 2 2006, 12:48 AM
Publicado:
#2
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Algunos ejemplos de Funciones Convexas importantes:
con y con con y con y para Algunos ejemplos de Funciones Concavas importantes: para y para (Una de mis favoritas,y que no se malentienda ) para y para -------------------- Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)
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Jan 2 2006, 01:11 AM
Publicado:
#3
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Para aquellos que se manejen un poco en Calculo Diferencial, si resulta ser derivable entonces sera convexa si es creciente en .
Si es dos veces derivable basta verificar que para Nota:Esto no quiere decir que todas las funciones convexas(o concavas) tienen que ser derivables...solo indico que si lo fueran,seria "mas facil"(dependiendo el caso) saber si son o no convexas(o concavas). Como ultimo comentario,se tiene la siguiente equivalencia: es concava es convexa (esto ultimo independiente de que sea o no sea derivable) Finalmente el Gran Momento Sea una funcion convexa en , y reales positivos tales que: Bajo estas condiciones se cumple que: Demostracion: Nuestra demostracion la haremos por Induccion sobre Eso es simplemente la desigualdad de la Convexidad, y por ende se cumple( es convexa) Supongamos que para cierto es cierta la propiedad, o sea que: Si y () entonces: La propiedad es valida tambien para Esto es: Si y () entonces: Ahora viene la parte interesante,o sea la demostracion en si: Caso 1 Si entonces y la desigualdad se transforma en una igualdad. Caso 2 Entonces veamos que sucede si Definamos para Notemos que Notemos que: : El primer fue porque es convexa Esto tomando: pues : El segundo por la y porque : En el caso que la funcion fuese concava la demostracion es identica,y el teorema solo cambia en el sentido de la desigualdad(cambia de a ) -------------------- Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)
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Jan 2 2006, 02:43 AM
Publicado:
#4
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Ejemplo 1:
Probar que (esto ya lo probamos antes usando Cauchy-Shwarz-Bunyakowsky) Solucion: Consideremos una funcion convexa, y Luego aplicando la Desigualdad de Jensen tendremos que: Considerando el hecho que , al aplicar raiz cuadrada a ambos lados tendremos: -------------------- Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)
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Jan 2 2006, 02:54 AM
Publicado:
#5
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Ejemplo 2:
Probar que (demostrado anteriormente en el Capitulo II) Solucion: Consideremos (una funcion concava para ) y Consideremos tambien Entonces: O sea: y considerando el hecho de que es una funcion estrictamente creciente tendremos que: El caso en que algun es elemental pues en ese caso y -------------------- Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)
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Jan 2 2006, 03:14 AM
Publicado:
#6
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Ejemplo 3:
Si y son exponentes conjugados, o sea: Entonces: Solucion: Consideremos (una funcion concava para ) , (notar que por enunciado) y y Los casos o son directos. Aplicando la Desigualdad de Jensen tendremos: Considerando el hecho de que es una funcion estrictamente creciente tendremos que: -------------------- Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)
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Jan 2 2006, 03:35 AM
Publicado:
#7
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Ejemplo 4:
Se define las Medias "Pesadas" de la siguiente manera: Sean reales tales que: y sean y no nulos si es necesario. Se define la Media Aritmetica Pesada como: Se define la Media Geometrica Pesada como: Se define la Media Armonica Pesada como: Notemos que si Asi tambien ocurre con y Probar que Solucion: Primer Paso: Probemos que Si algun la desigualdad es inmediata. Supongamos entonces que Si consideramos (funcion concava para ) y para (notar que Luego aplicando la Desigualdad de Jensen tendremos: Considerando el hecho de que es una funcion estrictamente creciente tendremos que: Segundo Paso: Basta aplicar la desigualdad recien demostrada a los reales positivos considerando que para todo -------------------- Colegios/Liceos/Universidades en Fmat (Integrate!!!!)
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Jul 8 2013, 06:13 PM
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#8
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Dios Matemático Supremo Grupo: Usuario FMAT Mensajes: 1.875 Registrado: 27-December 07 Desde: ∂Ω©ȹʕѺϧگἐᾋ1©Ӹ█₯►☻X TH.....I FORGOR Miembro Nº: 14.122 Nacionalidad: Universidad: Sexo: |
Una cosa: personalmente prefiero el termino "ponderadas" que "pesadas"... es que me suena como la cancion esa de los tres: somos tontos, no pesados...
Consecuencias interesantes: Saludos. Claudio. PD: alguna falencia, avise no mas. -------------------- Claudio Henriquez Tapia Ingeniero Civil Matemático UTFSM y Prof. DMAT UTFSM Candidato a Doctor en Estadística UC. Campus San Joaquin Si todo sale bien, estaría defendiendo en Julio 2024. [indent] everywhere at the end of FMAT fmat needs .... To Survive... 3ch03s facts: Frases para el bronce by 3ch03s: Fmat dejame subir mas citas! TB-3030303 que es YTP-Tennis: |
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