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关于光滑函数f与复合函数f∘A的高阶导数估计的证明求助

关于光滑函数$f$与复合函数$f\circ A$的高阶导数估计的证明求助

各位大佬好,我最近在研究光滑函数复合后的高阶导数估计问题,遇到了瓶颈,想请教大家的思路:

假设$f:\mathbb{R}^n \to \mathbb{R}$是光滑函数,$A \in GL_n(\mathbb{R})$,且存在常数$\Lambda\geq \lambda>0$,使得对所有$x\in \mathbb{R}^n$都满足:
$$\lambda |x|\leq |Ax|\leq \Lambda |x|$$
令$g=f\circ A$,我想要证明:对每个正整数$k\in\mathbb{N}^+$,存在一个仅依赖于$n,k,\Lambda,\lambda$的常数$C$,使得
$$\sup_{|\beta|=k}\sup_{x\in\mathbb{R}n}|D\beta g(x)|\leq C \sup_{|\beta|=k}\sup_{x\in\mathbb{R}n}|D\beta f(x)| $$
其中$\beta$是长度为$k$的多重指标。

我已经解决了$k=1$的情况,用链式法则就能轻松推导出来:
$$Dg(x)=Df(Ax)\cdot A\tag{1}$$
这里$Dg=(D_1g,...,D_ng)$表示梯度,具体推导过程如下:
\begin{align}
\mathrm{LHS}\leq&~\sup_{x\in \mathbb{R}^n}|Df(Ax)\cdot A|
\leq\Lambda \sup_{x\in \mathbb{R}^n}|Df(Ax)|
\=&~\Lambda \sup_{x\in \mathbb{R}^n}|Df(x)|\leq \Lambda \sup_{x\in\mathbb{R}^n}\sup_{1\leq i\leq n}\sqrt{n}|D_if(x)|= \sqrt{n}\lambda\mathrm{RHS}
\end{align}

但是当$k\geq 2$的时候,就没有像式(1)那样简洁的链式法则形式了,我尝试了好几次都没找到合适的推导方向,现在完全卡住了,有没有大佬能给我指点一下,或者提供一个完整的证明思路呀?

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Tiffany

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最近更新时间:2026.04.20 10:58:13