Теорема о разделении гиперплоскости

Оглавление1 Теорема о разделении гиперплоскостей1.1 Теорема о разделении гиперплоскостей1.2 Доказательство теоремы1.3 Обобщение на бесконечномерные пространства1.4 Следствия и контрпримеры1.5 Применение в […]

Теорема о разделении гиперплоскостей

  • Теорема о разделении гиперплоскостей

    • Теорема утверждает, что между двумя непересекающимися выпуклыми множествами в n-мерном евклидовом пространстве существует гиперплоскость.  
    • В одной версии теоремы, если множества замкнуты и хотя бы одно из них компактно, гиперплоскость разделяет их строго.  
    • В другой версии, если множества открыты, гиперплоскость разделяет их, но не обязательно строго.  
  • Доказательство теоремы

    • Доказательство основано на лемме, утверждающей существование точек на минимальном расстоянии между множествами.  
    • Построение гиперплоскостей, перпендикулярных отрезку между точками, доказывает теорему.  
  • Обобщение на бесконечномерные пространства

    • Теорема Хана-Банаха обобщает теорему на бесконечномерные пространства.  
    • В бесконечномерных пространствах существуют примеры, когда множества не могут быть разделены замкнутой гиперплоскостью.  
  • Следствия и контрпримеры

    • Теорема о разделении гиперплоскостей имеет следствия для открытых и замкнутых множеств.  
    • Существуют контрпримеры, показывающие, что теорема не всегда верна.  
  • Применение в методах опорных векторов

    • Оптимально разделяющая гиперплоскость используется в методах опорных векторов.  
    • Гиперплоскость с максимальным запасом разделяет две выпуклые оболочки точек и равноудалена от них.  
  • Расширение аффинной области

    • Если аффинный промежуток A не охватывает всё пространство Rn, его расширяют до опорной гиперплоскости.  
    • Повторное привязка (A) = int(A) отделена от повторного привязки ({a0}) = {a0}, что позволяет применить теорему.  
  • Обратная теорема

    • Существование гиперплоскости, разделяющей два выпуклых множества, не означает, что они не пересекаются.  
    • Оба множества могут иметь точки на гиперплоскости.  
  • Контрпримеры и уникальность

    • Если один из A или B не выпуклый, возможны контрпримеры.  
    • Замкнутые полуплоскость и гипербола не имеют строго разделяющей гиперплоскости.  
    • Замкнутый квадрат и открытый квадрат могут иметь разные разделяющие гиперплоскости.  
    • Разделяющая гиперплоскость может быть уникальной или нет.  
  • Рупорный угол

    • В R2 единичный диск не пересекается с открытым интервалом, но единственная разделяющая гиперплоскость содержит все точки интервала.  
    • Если A закрыт, а B относительно открыт, не обязательно существует строгое разделение для B.  
    • Если A замкнутый многогранник, такое разделение существует.  
  • Лемма Фаркаса и связанные результаты

    • Лемму Фаркаса можно понимать как теоремы о разделении гиперплоскостей для выпуклых тел, определяемых конечным числом линейных неравенств.  
  • Использование для обнаружения столкновений

    • Теорема о разделяющей оси используется для обнаружения столкновений между полигональными сетками.  
    • Нормаль к каждой грани или другое направление элемента используется как разделительная ось.  
    • В 3D требуются дополнительные оси из перекрестных произведений пар ребер.  
    • Параллельные оси могут быть рассчитаны как единая ось для повышения эффективности.  

Полный текст статьи:

Теорема о разделении гиперплоскости

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх