Теорема 9.
Теорема 8.
Теорема 7.
Теорема 6.
Выпуклые линейные оболочки.
Пусть М множество точек из пространства Выпуклой линейной оболочкой множества М называется множество всех выпуклых линейных комбинаций состоящих из этих точек.
Пример: Доказать, что ∆АВС является оболочкой трёх точек А, В, С.
B
E
DDD
Д
A C
Доказательство: возьмём произвольную точку Если мы сможем выразить эту точку, как выпуклую линейную комбинацию АВС, то утверждение будет доказано.
Проведём через точки А и Д прямую. Обозначим через Е точку пересечения этой прямой с отрезком ВС.
, где
т. Е
, где
Надо доказать, что сумма коэффициентов при точках А, В, С = 1, из этого что построенное выражение является выпуклой линейной комбинацией трёх точек А, В, С.
что и требовалось доказать.
Выпуклая оболочка множества М некоторого множества М является наименьшим выпуклым множеством, содержащим множество М.
Доказательство: Так как по определению выпуклой оболочки С (М) является выпуклым множеством, то С (М) включено в (С) Х, где Х множество выпуклых множеств, содержащих точки М.
Пусть наименьшее выпуклое множество, содержащее т. М, тогда по теореме 5 оно содержит все выпуклые линейные комбинации т. М. Следовательно С (М) по определению включено или совпадает с совпадает.
Определение.Множество называется компактным, если оно ограничено или замкнуто.
Любое компактное выпуклое множество является выпуклой оболочкой своих крайних точек.
Определение. Множество Х будет называться выпуклым многогранником если оно является выпуклой оболочкой конечного числа точек, т.е. Х – выпуклый многогранник если содержит конечное число точек , таких что любую точку этого множества можно представить как выпуклую линейную компинацию точек
Выпуклый многогранник в компакте.
Определение 1. Для системы уравнений вида множество Х будем считать
X – множество решений.
т. будет называться внутренней точкой этого множества если
Определение 2. Носителями граничной точки будем называть множество ограничений из которым эта точка будет удовлетворять в виде равенства .
Пусть множество номеров тех векторов , которые являются носителями т.
Тогда номера всех оставшихся векторов не вошедших в .
Для всех остальных
Рассмотрим систему неравенств x – многогранник решений этой системы. Точка будет являться крайней, тогда и только тогда, когда , где – размерность пространства
матрицы – это количество линейно независимых строк или столбцов.
Доказательство: Часть 1. Прямое утверждение
Дано: - крайняя точка.
Доказать:
Предположим противное: (уравнение имеет 0 решений тогда и только тогда, когда матрицы А = размерности пространства). Поэтому существует решение такое, что