दोहरी शंकु और ध्रुवीय शंकु

दोहरे शंकु और ध्रुवीय शंकु उत्तल विश्लेषण, गणित की एक शाखा में बारीकी से संबंधित अवधारणाएं होती है।

एक वेक्टर स्थान में
वास्तविक संख्याओ के ऊपर एक रैखिक स्थान X में उपसमुच्चय की दोहरी शंकु है सी उदाहरण यूक्लिडियन स्थान Rn, दोहरे स्थान X के साथ समुच्चय है


 * $$C^* = \left \{y\in X^*: \langle y, x \rangle \geq 0 \quad \forall x\in C \right \},$$

जहाँ $$\langle y, x \rangle$$ X और X के बीच की दोहरी प्रणाली होती है, अर्थात $$\langle y, x\rangle = y(x)$$

सी हमेशा एक उत्तल शंकु होता है, सी न तो उत्तल समुच्चय होता है और न ही एक रैखिक शंकु होता है।

एक सामयिक सदिश स्थान में
यदि X वास्तविक या जटिल संख्याओं पर एक सामयिक सदिश स्थान है, तो एक उपसमुच्चय C ⊆ X का 'दोहरा शंकु' X पर निरंतर रैखिक क्रियाओं का निम्नलिखित समुच्चय है:


 * $$C^{\prime} := \left\{ f \in X^{\prime} : \operatorname{Re} \left( f (x) \right) \geq 0 \text{ for all } x \in C \right\}$$,

जो समुच्चय -C का ध्रुवीय समुच्चय होता है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि सी क्या है, $$C^{\prime}$$ उत्तल शंकु होता है। यदि सी ⊆ {0} तो $$C^{\prime} = X^{\prime}$$.

हिल्बर्ट स्थान में (आंतरिक दोहरी शंकु)
वैकल्पिक रूप से, कई लेखक वास्तविक हिल्बर्ट स्थान के संदर्भ में दोहरे शंकु को परिभाषित करते है (जैसे कि Rn यूक्लिडियन आंतरिक उत्पाद से सुसज्जित) जिसे कभी-कभी आंतरिक दोहरा शंकु कहा जाता है।


 * $$C^*_\text{internal} := \left \{y\in X: \langle y, x \rangle \geq 0 \quad \forall x\in C \right \}.$$

सी के लिए इस बाद की परिभाषा का उपयोग करता है, हमारे पास यह है कि जब C एक शंकु है, तो निम्नलिखित गुण होते है:
 * एक शून्येतर सदिश y, C में है यदि और केवल निम्न दोनों शर्तें लागू हों:
 * 1) y एक हाइपरप्लेन के मूल में सामान्य सतह है जो हाइपरप्लेन सी का समर्थन करता है।
 * 2) y और C उस हाइपरप्लेन का समर्थन करते है जो के एक ही तरफ स्थित होते है।
 * सी बंद सेट और उत्तल होता है।
 * $$C_1 \subseteq C_2$$ तात्पर्य है $$C_2^* \subseteq C_1^*$$.
 * यदि C का अभ्यंतर खाली नहीं होता है, तो C तीक्ष्ण होता है, अर्थात C में पूरी तरह से कोई रेखा नही होती है।
 * यदि C एक शंकु है और C का बंद होना तीक्ष्ण होता है, तो C गैर-खाली आंतरिक होता है।
 * C युक्त सबसे छोटे उत्तल शंकु का बंद होना होता है (हाइपरप्लेन पृथक्करण प्रमेय का एक परिणाम)।

स्व-दोहरी शंकु
सदिश स्थान X में एक शंकु C को स्व-दोहरी कहा जाता है यदि X को एक आंतरिक उत्पाद ⟨⋅,⋅⟩ से सुसज्जित किया जा सकता है जैसे कि इस आंतरिक उत्पाद के सापेक्ष आंतरिक दोहरा शंकु C के बराबर होता है। वे लेखक जो दोहरे शंकु को एक वास्तविक हिल्बर्ट स्थान में आंतरिक दोहरे शंकु के रूप में परिभाषित करते है, सामान्यतः कहते है कि एक शंकु स्वयं-दोहरी तब होता है जब यह इसके आंतरिक दोहरे के बराबर है। यह उपरोक्त परिभाषा से थोड़ा अलग है, जो आंतरिक उत्पाद में बदलाव की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, उपरोक्त परिभाषा Rn में दीर्घवृत्ताभ आधार स्व-दोहरी के साथ एक शंकु बनाती है, क्योंकि आधार को गोलाकार बनाने के लिए आंतरिक उत्पाद को बदला जाता है, और Rn में गोलाकार आधार वाला एक शंकु इसके आंतरिक दोहरे के बराबर होता है।

Rn का गैर-नकारात्मक और सभी सकारात्मक अर्ध-निश्चित आव्यूह का स्थान स्व-द्वैत होता है, जैसा कि दीर्घवृत्तीय आधार वाले शंकु होते है (अधिकांशतः गोलाकार शंकु, लोरेंत्ज़ शंकु, या कभी-कभी कुल्फी शंकु कहा जाता है)। अतः सभी शंकु R3 में होते है। R3 में शंकु एक नियमित उदाहरण होता है: एक वर्ग का उत्तल हल और वर्ग के बाहर एक बिंदु वर्ग के पक्ष के साथ एक समबाहु त्रिभुज बनाता है।

ध्रुवीय शंकु
X में समुच्चय C के लिए, C का 'ध्रुवीय शंकु' समुच्चय होता है
 * $$C^o = \left \{y\in X^*: \langle y, x \rangle \leq 0 \quad \forall x\in C \right \}.$$

यह देखा जा सकता है कि ध्रुवीय शंकु दोहरे शंकु के ऋणात्मक के बराबर होता है, अर्थात Co = -C

X में एक बंद उत्तल शंकु C के लिए, ध्रुवीय शंकु C के लिए ध्रुवीय समुच्चय के बराबर होता है।

यह भी देखें

 * द्विध्रुवी प्रमेय
 * ध्रुवीय सेट