Svmmarivm
Haec lectio investigat qvomodo delineatio fvnctionis flectatvr: si inter dvo eivs pvncta infra chordam iacet qvae ea ivngit, fvnctio convexa est; si svpra eam iacet, concava. Definitionem in comparationem declivitatvm chordarvm vertit et, theoremate valoris medii et monotonia adhibitis, ostendit fvnctionem derivabilem convexam esse si et solvm si derivata eivs crescens est, si et solvm si delineatio eivs svpra omnes tangentes svas iacet, et fvnctionem bis derivabilem convexam esse si et solvm si derivata eivs secvnda negativa non est. Pvncta inflexionis definit, vbi fvnctio ex convexa in concavam transit, et criteria dat qvibvs invenivntvr: mvtationem signi derivatae secvndae, condicionem necessariam et criterivm derivatae tertiae, qvod delineationem cvm tangente sva comparat sicvt criterivm derivatarvm svccessivarvm eam cvm recta horizontali comparavit. Chordis sinvs inaeqvalitatem Iordani obtinet, et inaeqvalitate Ienseniana concavitatem logarithmi in inaeqvalitatem inter medias geometricam et arithmeticam qvotlibet nvmerorvm convertit.
Proposita discendi
- Fvnctionem convexam et concavam per chordas earvm cvm qvantificatoribvs definire, dvas conventiones librorvm distingvere et definitionem in comparationem declivitatvm chordarvm vertere.
- Ostendere fvnctionem derivabilem convexam esse si et solvm si derivata eivs crescens est et si et solvm si delineatio eivs svpra tangentes svas iacet, et derivata secvnda decernere in qvibvs intervallis fvnctio convexa avt concava sit.
- Pvncta inflexionis fvnctionis mvtatione signi derivatae secvndae et derivata tertia invenire, et pvncta cvm derivata secvnda nvlla agnoscere qvae pvncta inflexionis non svnt.
- Inaeqvalitates convexitate ostendere: Iordani per chordas, Ienseniana et inaeqvalitatem mediarvm.
Fvnctiones convexae et concavae
Lectio de monotonia investigavit vtrvm fvnctio ascendat an descendat; haec investigat qvomodo id faciat. Fvnctiones et stricte crescentes svnt in , sed prima svrsvm, altera deorsvm flectitvr: segmentvm qvod dvo pvncta delineationis ipsivs ivngit, chorda eivs, svpra arcvm delineationis inter ea iacet, et segmentvm ipsivs infra evm. Si in est, pvnctvm chordae qvae cvm ivngit, cvivs abscissa est , ordinatam habet: eandem combinationem ordinatarvm.
Sit fvnctio in intervallo definita. Dicitvr convexa in si nvllvm pvnctvm delineationis eivs svpra chordam iacet qvae dvo pvncta delineationis ivngit inter qvorvm abscissas eivs abscissa est:
et stricte convexa si inaeqvalitas stricta est qvotiens et . Dicitvr concava (vel stricte concava) in si convexa (vel stricte convexa) est, id est, si inaeqvalitas opposita valet: nvllvm pvnctvm delineationis infra eas chordas iacet.
Fvnctio linearis simvl convexa et concava est: delineatio eivs cvm chordis svis congrvit. Fvnctio stricte convexa est in , qvia differentia inter dvo membra inaeqvalitatis est , positiva si et . Valor absolvtvs convexvs est, per inaeqvalitatem triangvlarem, , qvamqvam in derivabilis non est; stricte convexvs non est, qvia in cvm chordis svis congrvit.
Dvae conventiones. In hoc cvrsv «convexa» est fvnctio cvivs delineatio svpra chordas svas non ascendit, sicvt , et «concava» ea qvae infra eas non descendit, sicvt . Haec est conventio plvrimorvm librorvm analyseos et optimizationis, atqve ea facti admissi de concavitate sinvs, in lectione de fvnctionibvs trigonometricis earvmqve delineationibvs, ex Algebra et Geometria II. Alii libri verbis contrario modo vtvntvr, et concavam vocant, qvia delineationem ex svperiore loco aspicivnt; alii «concava svrsvm» pro convexa et «concava deorsvm» pro concava dicvnt. Novo libro oblato, convenit definitionem eivs qvaerere vel animadvertere qvomodo appellet: inaeqvalitates non mvtantvr, nomina tantvm.
Definitio pvnctvm delineationis cvm chorda comparat. Si , comparare cvm chorda a ad idem valet ac comparare declivitates trivm chordarvm: dvm delineatio fvnctionis convexae a sinistra ad dextram percvrritvr, chordae ardviores fivnt. Figvra id ostendit cvm .
Sit fvnctio in intervallo definita, et sit declivitas chordae inter dvas abscissas distinctas et ipsivs . Si pvncta ipsivs svnt, vnaqvaeqve inaeqvalitatvm
idem valet ac pvnctvm non iacere svpra chordam qvae cvm ivngit, et vnaqvaeqve inaeqvalitatvm strictarvm, id stricte infra eam iacere. Itaqve convexa est in si et solvm si tres inaeqvalitates valent pro omnibvs ipsivs , et stricte convexa si et solvm si stricte valent.
Demonstratio
Sit , qvod in est; tvm et . Pvnctvm chordae abscissae ordinatam habet, et comparatio, per mvltiplicata, sine fractionibvs scribitvr:
Ab vtroqve membro svbtrahitvr; cvm , membrvm altervm fit , et satis est per dividere. Eodem modo, svbtracto et divisione per facta, altera inaeqvalitas obtinetvr.
Incrementvm a ad est svmma incrementorvm a ad et a ad : declivitas chordae longae media est declivitatvm brevivm, ponderibvs positivis svmmae , et differentia eivs a signvm ipsivs habet. Ideo tres inaeqvalitates aeqvivalent, et similiter strictae. Qvod ad definitionem attinet, si , vel si valet avt , inaeqvalitas cvm aeqvalitate valet, et si permvtantvr mvnera ipsorvm et atqve ipsorvm et .
Argvmentvm oneratvr…