$\alpha$-множества в конечномерных евклидовых пространствах и их свойства

 pdf (543K)

Приводится понятие $\alpha$-множества в конечномерном евклидовом пространстве, являющееся одним из обобщений понятия выпуклого множества. Возникновение этого понятия связано с изучением свойств множеств достижимости нелинейных управляемых систем. В работе определяется числовая характеристика степени невыпуклости множества, на основе которой осуществляется классификация множеств. Вводятся в рассмотрение аналоги базовых понятий из выпуклого анализа и изучаются их свойства. Формулируются и доказываются утверждения в духе таких теорем из выпуклого анализа, как теорема о существовании опорной гиперплоскости к выпуклому множеству и теоремы об отделимости выпуклых множеств в евклидовом пространстве. Изучается понятие мажорируемости невыпуклых множеств. Свойство мажорируемости является достаточным условием для представления замкнутого невыпуклого множества в виде пересечения полупространств в смысле введенных в работе определений. Полученные результаты теории отделимости невыпуклых множеств распространяются на случай подграфиков и надграфиков скалярных функций, удовлетворяющих условию Липшица.

Ключевые слова: выпуклое множество, выпуклая оболочка, $\alpha$-множество, $\alpha$-гиперплоскость, $\alpha$-отделимость
Цитата: Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки, 2016, т. 26, вып. 1, с. 95-120
DOI: 10.20537/vm160109

$\alpha$-sets in finite dimensional Euclidean spaces and their properties

The concept of $\alpha$-set in a finite-dimensional Euclidean space, which is one of generalizations of the notion of a convex set, is introduced. The emergence of this concept is connected with the study of properties of attainability sets of nonlinear controlled systems. The numerical characteristic of nonconvexity degree of a set on the basis of which a classification of sets is carried out is defined in the paper. Analogs of basic concepts from the convex analysis are introduced into consideration and their properties are studied. Statements in the spirit of such theorems from the convex analysis as the theorem of existence of basic hyperplane to a convex set and theorems of separability of convex sets in Euclidean space are formulated and proved. The concept of magoriums of nonconvex sets is studied. Property of a magoriums is a sufficient condition for representation of a closed nonconvex set in the form of crossing of half-spaces in the sense of definitions entered in this work. The obtained results of the theory of separability of nonconvex sets can be extended on a case of hypograph and epigraph of the scalar functions with Lipschitz condition.

Keywords: convex set, convex hull, $\alpha$-set, $\alpha$-hyperplane, $\alpha$-separability
Citation in English: Bulletin of Udmurt University. Mathematics, Mechanics, Computer Science, 2016, vol. 26, issue 1, pp. 95-120

Журнал индексируется в Web of Science (Emerging Sources Citation Index)

Журнал индексируется в Scopus

Журнал входит в базы данных zbMATH, MathSciNet

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Журнал включен в перечень ВАК.

Электронная версия журнала на Общероссийском математическом портале Math-Net.Ru.

Журнал включен в Crossref