内部極値定理(フェルマーの停留点定理)

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フェルマーの停留点定理

極値
n 次元ユークリッド空間 (Rn, d) の開集合 U 上で定義された実数値関数 f: U → R をとる[注 2]。 関数 f を定義域 U に属する点 p のある ε 近傍に制限すると値 f(p) がその最小値であるとき、値 f(p) を関数 f の極小値(local minimum)といい、点 p を関数 f の極小点(local minimum point[1])という。この条件は論理式を用いると
$\displaystyle \exists \varepsilon >0[\forall q\in U[d(p,q)<\varepsilon \implies f(p)\leq f(q)]]$
と表せる[注 3]。

Wikipedia

フェルマーの停留点定理は「微分可能」かつ「極値」ならば、「関数f(x)の傾きは0」になることを保証します。

証明

qを定義域の要素、pを最小点だと仮定します。

$f(p)≦f(q)$(極小値)
$0≦f(q)-f(p)$(加法逆元)…#

#より
$0≦\displaystyle \lim_{ h \to 0 }\frac{f(q)-f(p)}{h}$(乗法律と乗法逆元)
$p-q=h$と仮定してhを極限で0へ飛ばし、qをpへ限りなく近づけます。

「正×正の法則」と命題の仮定である「極小値である」から、微分を取ると傾きが0以上に収束することが示されました。
$0≦\displaystyle \lim_{ h \to 0 }\frac{f(q)-f(p)}{h}≦0$(微分)…①

また、「微分可能」である為、$f (x)は$両側から近づくことができます。上記のとは逆方向から近づいていきます。
また仮定より、「微分可能である」ことから、その場合の傾きは①一致するはずです。

$f(p)≦f(q)$(極小値)
この場合は
$p-q=h$と仮定します。
上記のと同様の方法で微分を構成します。
$\displaystyle \lim_{ h \to 0 }\frac{f(p)-f(q)}{h}≦0$
微分を取ると傾きが0以下に収束することが示さレました。

仮定より、「傾き」は①と②を同時に満たす必要があります。
それは共通部分である「0」のみです。

以上より微分値(傾き)は0であることが示されました。

確か「代数的数の濃度」を解決したかったんです。興味が飛び移って、結果的に微分に。毎回この強烈な微分への引力を感じます。

微分と連続性
ベクトルをやってたはずが...思考が飛びまくり。また迷子。微分と連続性連続性はε-∂論法で定義される。それの厳密な定義は極限によって定式化さる$\displaystyle \lim _{x\to x_{0}}f(x)=f(x_{0})$これ...

 

漫湖公園筋トレ部

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Die Hard – ダイ・ハード
この記事を書いた人

第41第東洋太平洋(OPBF)ウェルター級王者
元WBC世界同級34位
元WBO-AP同級3位
元角海老宝石ジム所属

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