D.C.函数和D.C.集合

D.C.函数

凸性的局限在于没有封闭性,也就是说一个凸函数进行简单的运算,比如数乘(scalar mutiplication)和下包络(lower envelop),得到的新函数不一定具有凸性。于是,d.c.结构(difference of convex functions),也称互补凸结构(complementary convex structure),作为一种更广义的数学结构被提出。

定义1:函数f(x)f(x)在凸集ΩRn\Omega \subset \mathbb R^n上d.c.,若它能表示为f(x)=f1(x)f2(x)f(x)=f_1(x)-f_2(x),其中f1f_1f2f_2在$\Omega $上是凸函数。

显然,d.c.结构并不能保证f(x)f(x)的凸性,但却保证了d.c.对线性变换的封闭性,即任意有限多个d.c.函数的线性变换仍是d.c.函数。

因此,Ω\Omega上的d.c.函数形成包含Ω\Omega上所有凸函数的最小线性空间。该线性空间用DC(Ω)DC(\Omega)表示,它在有限个函数的上下包络的操作下是稳定的。

D.C.集合

定义2:集合MRnM\subset \mathbb R^n是d.c.的,若存在凸函数g,h:RnRg,h:\mathbb R^n\to \mathbb R使得M={xg(x)0,h(x)0}M=\{x|g(x)\leq 0,h(x)\geq 0\}

推论3.4:任意一个Rn\mathbb R^n上的闭集都是一个Rn+1\mathbb R^{n+1}上的d.c.集合向Rn\mathbb R^n上的投影。