保留凸性的方式:一个凸函数在一个随机变量上的期望仍然是凸函数

设函数 gg 是实数范围内的一个凸函数,DD 是一个随机变量, 那么函数 G=EDg(yD)G=EDg(y−D) 仍然是一个凸函数。

证明:记 θ=θ¯¯¯θ=θ¯, yyy¯¯¯ 是任意两个数

==θG(y)+θ¯¯¯G(y¯¯¯)θEDg(yD)+θ¯¯¯EDg(y¯¯¯D)ED[θg(yD)+θ¯¯¯(gy¯¯¯D)]ED[g(θy+θ¯¯¯y¯¯¯D)]=G(θy+θ¯¯¯y¯¯¯D)θG(y)+θ¯G(y¯)=θEDg(y−D)+θ¯EDg(y¯−D)=ED[θg(y−D)+θ¯(gy¯−D)]≥ED[g(θy+θ¯y¯−D)]=G(θy+θ¯y¯−D)◻

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