几个重要的凸集

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1.任意线段
{ x 0 + θ v θ 0 } x 0 R n , θ R , v R n \{x_0 + \theta v | \theta \geqslant 0 \} x_0 \in R^n,\theta \in R,v \in R^n
2.超平面与半空间
超平面(hyperplane)
{ X a T X = b } , X , a R n , b R , a 0 \{X|a^TX = b\},X,a \in R^n,b \in R,a \neq 0

3.球和椭球
B ( X c , r ) = { x ( x x c ) 2 r 2 } B(X_c,r) = \{x|(x-x_c)^2 \leqslant r^2\}
{ x ( x x c ) T ( x x c ) r } \{x|\sqrt{(x-x_c)^T(x-x_c)} \leqslant r \}

4.多面体(poly hedron):其本质是半空间和超平面的交集
p = { a j T X b j , j = 1.... n , c j T X d j , j = 1..... m } p = \{|a_{j}^TX \leqslant b_j,j =1....n,c_j^TX \leqslant d_j,j=1.....m\}

有界多面体

单纯形:simpleX,是个多面体
R n R^n 空间中选择 v 0 . . . . . . . . . . v k v_0..........v_k k + 1 k+1 个点, v 1 v 0 v 2 v 0 . . . . . v k v 0 v_1-v_0,v_2-v_0.....v_k-v_0 线性无关,则与上述点无关的单纯形为
C = c o n v { v 0 , v 1 . . . . v k } = { θ 0 v 0 + . . . . . . . . . . θ k v k , θ 0 , 1 T θ = 1 } C = conv\{v_0,v_1....v_k\}=\{\theta_0v_0+..........\theta_kv_k,\theta \geqslant 0,1^T\theta = 1\}
证明:simpleX是polydedron的一种

满秩矩阵叫做奇异矩阵

对称矩阵集合 s n = { x R n × n x = x T } s^n = \{x \in R^{n\times n}|x = x^T\}
对称半正定矩阵集合 S + n = { x R n × n x = x T , x 0 } S_+^n = \{x \in R^{n\times n}|x = x^T,x \succeq 0\}
对症正定矩阵集合 S + + n = { X   i n R n × n X = X T , X 0 } S_{++}^n = \{X \ in R^{n \times n}|X = X^T,X\succ 0\}

正定矩阵:
1.若所有特征值均不小于零,则称为半正定,
2.若所有特征值均大于零,则称为正定。
3.矩阵的几何意义是线性变换
矩阵乘法的几何意义:将多个线性变换复合成一个线性变换
4.矩阵的逆就是线性变换的逆变换,比如若 [公式] 表示顺时针旋转90°的话,那么 [公式] 就表示逆时针旋转90°,总之,先经过 [公式] 变换后再经过 [公式] 变换,向量就会变成原来的样子(因为 [公式] , [公式] 所表示的线性变换就是“不做任何变换”)。

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