www.VNMATH.com[3] Đặng Huy Ruận, Lý thuyết đồ thị và ứng dụng. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật 2000[4] Đặng Huy Ruận, Bẩy phương pháp gởai các bài toán lôgich. Nhà xuất bản khoa học kỹthuật 2002.16
www.VNMATH.comMột số tính chất của hàm lồi, lõm bậc cao và áp dụng0.1 Mở đầuHà Thị Mai Dung, THPT Amsterdam - Hà NộiTrong nghiên cứu các bài toán hay và khó, các bài toán thi học <strong>s<strong>in</strong>h</strong> giỏi, ta thấy việc khảo sátcác hàm số khả vi có một vai trò rất lớn. Đặc biệt, việc nghiên cứu tính lồi (lõm) của các hàm sốkhả vi bậc 2 cho ta rất nhiều kết quả thú vị, đưa ra được những tính chất của hàm số, mà từ đó,dẫn đến những phát hiện mới trong cách giải các bài toán ứng dụng, nhất là trong các bài toáncực trị. Không những thế, đối với hàm số khả vi vô hạn, việc nghiên cứu hàm số lồi (lõm) có bậctùy ý còn góp phần xây dựng đầy đủ hơn nữa hệ thống các hàm lồi (lõm) bậc cao.Định nghĩa 1. [xem [1]] Hàm số f(x) được gọi là hàm lồi (lồi dưới) trên tập [a;b) ⊂ R nếu vớimọi x 1 ,x 2 ∈ [a,b) và với mọi cặp số dương α,β có tổng α+β = 1, ta đều cóf(αx 1 +βx 2 ) ≤ αf(x 1 )+βf(x 2 ) (1)Nếu dấu đẳng thức trong (1.1) xảy ra khi và chỉ khi x 1 = x 2 thì ta nói hàm số f(x) là hàm lồithực sự (chặt) trên [a,b).Hàm số f(x) được gọi là hàm lõm (lồi trên) trên tập [a,b) ⊂ R nếu với mọi x 1 ,x 2 ∈ [a,b) vàvới mọi cặp số dương α,β có tổng α+β = 1, ta đều cóf(αx 1 +βx 2 ) ≥ αf(x 1 )+βf(x 2 ) (2)Nếu dấu đẳng thức trong (1.2) xảy ra khi và chỉ khi x 1 = x 2 thì ta nói hàm số f(x) là hàm lõmthực sự (chặt) trên [a,b).Tương tự ta cũng có định nghĩa về hàm lồi (lõm) trên các tập (a,b),(a,b] và [a,b]. Ta sử dụngkí hiệu I(a,b) để nhằm chỉ một trong bốn tập hợp (a,b),(a,b],[a,b) và [a,b].Xét biểu diễn hàm lồi.Định lý 1 (xem [1]). Hàm f(x) lồi trên I(a,b) khi và chỉ khi tồn tại hàm g(x) đơn điệu tăng trongI(a,b) và số c ∈ (a,b) sao chof(x) = f(c)+∫ xcg(t)dt.Tương tự, ta cũng có biểu diễn đối với lớp hàm lồi nhiều biến.Xét hàm số thực nhiều biến F(x 1 ,x 2 ,...,x n ). Giả sử, ứng với mọi bộ số (z 1 ,z 2 ,...,z n ) màz 1 z 2 ... z nta đều cóF(x 1 ,x 2 ,...,x n ) F(z 1 ,z 2 ,...,z n )+17n∑i=1(x i −z i ) ∂F∂z i.