2.8.3. Достаточность условий Куна-Таккера для выпуклых функций.
Пусть
- выпуклая вверх функция, определенная в некоторой выпуклой области пространства
заданной с помощью ограничений
где
также выпуклые вверх функции. Тогда функция
обладает тем свойством, что локальный ее максимум совпадает с глобальным. Мы покажем, что в этом случае необходимые условия максимума являются также достаточными.
Задача поиска максимума выпуклой вверх функции
в выпуклой области пространства
задаваемой
выпуклыми вверх функциями, может быть сформулирована следующим образом:
при ограничениях
где
выпуклые вверх функции.
Теорема 2.8.2. Предположим, что
удовлетворяет условиям Куна-Таккера для задачи (2.8.15) при ограничениях (2.8.16). Тогда
для любой точки
удовлетворяющей ограничениям (2.8.16).
Доказательство. Так как ограничения — выпуклые вверх функции, то множество допустимых точек выпукло. Следовательно, все точки прямой, соединяющей
допустимы, а вектор
является допустимым направлением. По лемме
Согласно теореме Куна—Таккера существуют числа
такие, что
и
Поэтому
и для направления
имеет место неравенство
В силу выпуклости функции
из (2.8.6) имеем
Следовательно,
для любой допустимой точки
Теорема доказана.