映射f:Rn→R二阶连续可微,且Hesse(f)≥In,In为n阶单位方阵,证明:∇f:Rn→Rn可逆,且逆映射光滑,其

映射f:Rn→R二阶连续可微,且Hesse(f)≥In,In为n阶单位方阵,证明:∇f:Rn→Rn可逆,且逆映射光滑,其中∇f=(
∂f
x1
∂f
x2
,…,
∂f
xn
)
为f的梯度.
yida51314 1年前 已收到1个回答 举报

bank98 幼苗

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解题思路:要证明∇f:Rn→Rn可逆,只需证明其雅可比行列式|J∇f|≠0,而这一雅可比矩阵实际上就是Hesse(∇f),这样就跟已知的Hesse(f)≥In联系起来,转化为正定矩阵即可.

证明:设F=∇f,F∈C1(Rn),
则有JF=Hesse(f),
由JF≥In,知xTJFx≥xTx,∀x∈Rn
JF是正定矩阵,
∴|JF|≠0,
由反函数组的存在定理,F:Rn→Rn也是可逆映射,且其逆映射也是连续可微的,
结论得证.

点评:
本题考点: 梯度的概念与求解.

考点点评: 此题考查黑塞矩阵和雅可比矩阵与梯度的联系,同时也考查了正定矩阵的性质以及反函数组的存在定理,综合性很强.

1年前

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