X посредством множества
есть задача условной минимизации
Для ее численного решения можно использовать любой известный алгоритм минимизации выпуклой функции. Но наиболее эффективны алгоритмы, построенные с учетом специфики функционала
которую можно использовать тогда, когда известны характеристические свойства элемента наилучшего приближения, или хотя бы необходимые условия экстремума. Глубокие теоремы о характеризации элементов наилучшего приближения установлены для конкретных норм и классов К. О них речь пойдет далее. Здесь для общих пространств приводится простая теорема, опирающаяся на хорошо известную теорему об отделимости (см., напр., [23]).
Теорема 7. Если
непересекающиеся выпуклые множества из нормированного пространства X и одно из них содержит внутреннюю точку, тогда существует линейный непрерывный функционал
для которого
Теорема 8. Пусть К — выпуклое множество в нормированном пространстве
Элемент
является элементом наилучшего приближения из К для
тогда и только тогда, когда существует линейный непрерывный функционал
для которого
Необходимость. Пусть у — элемент наилучшего приближения, т.е.
где
По определению расстояния
открытый шар
не пересекается с К. В силу теоремы об отделимости найдется линейный непрерывный функционал
такой, что числа