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②❉q ✈✯❑✩❸ ♣ ⑦✟s✍♦❉✇✩♣✲❷✩q ✈✚✖✵q s✍⑦✟s✵t ✉✵✈●⑦✟s r ♣ ⑦✟⑨ r ♥⑩ s●⑩ ✈✵⑦ q ♣ ♦ r q ♥t ✒✥♣ ♦✓✇✩♣✲♣ ❈✥⑥✩♥ ❸▲❑✩q ♥✈✂✁ ①❴②☞❀❁✾☎✄
♦ ✉✍✈✑❷✩q ✈✮❑✩❸♣ ⑦✟s✵♦✚✇✩♣✯❷✩q ✈✣✖✍q s✵⑦✟s✍t ✉✍✈✴✶✩✉✵✈ ④ ❸♥ ✶✩♣ s✍q✲✈✯✶✩✇✩♣✯s✍♦●q ♣ ♦ r q ♥t ✒✥♣ ♦✲r ♣ ⑦☎⑥✩⑦✟s❱♣ ♦ r q ⑥✥r ⑥✩q s
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♦ ✉✍✈ ✶✩✉✵✈ ④ q ♣ ✖✵⑥✩❸s✍q ♣ ♦✁✶✩✈✝♦ ♣ ✶✵r ♥✇✩✈ ❈✵⑥✩♣ ✶✩✉✵✈✖♦ s✍r ♥♦ P s✚✗ ♣ ⑦ s ✠ ✡ ✆✞✝ ✟ ✠ ✡✟✞✆☛✟✌☞ ✍✎✡✑✏✞✒ ✠ ✡✑✟✞ ✡ ✆✝✇✩♣
①❴s✯✶✙✖✍s✵♦ ♦ s✍q ♥s✮✶✥④ ❉✷q ✈✵⑦✟✈ ❄✥♥r ✗ ▼✟②✿✈✵q r s✯✶✵r ✈☎✼❙r ✈✥✇✩✈✵♦●✈✍♦✛❷✷✈✯✶✵r ✈✵♦✺P s✍⑩ r ▲❄✵♣ ♥♦●♦ s✍r ♥♦ Ps✚✗ ♣ ⑦✂s✑⑩ ❸⑨✍♦ ④
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✇✩♥✛✷⑩ ⑥✩❸✇✩s✵✇✩♣ ♦✚s✍✈✟s✍❷✩❸♥⑩ s✍q ⑦✟✈✍♦✳s✍❸✖✍✈✵q ♥r ⑦✯✈✵♦✓✇✩♣●❷✩q ✈✚✖✵q s✍⑦✟s✵t ✉✵✈✸✶✩✉✍✈✍④ ❸♥✶✩♣ s✵q✓s✵✈✟①❴②☞❀❁✾✕▼✬❀☞✶✥④
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⑦✟s✍❸♥✇✩s✵✇✩♣❉⑦✟s✍♥♦✡P✈✍q r ♣☞❈✥⑥✩♣❁❉✷q ♥r ✗ ④ ❆✍✈✮❊✝✶✗✼✍✇✩♣ ✶✩✈✵⑦✟♥✶✩s✍✇✩s✲⑩ ✈✮✶✩✇✩♥ t ✉✵✈✚❶✚⑤●②✛▼✯❀❉♦ r s✺❍✓s✲q s✚✗ ✉✍✈✺✶✩s
❈✵⑥✩s✵❸✼✩♣ ⑦ ✖✵♣ q s✵❸ ✼✥✈✍♦✳s✍❸✖✵✈✍q ♥r ⑦✯✈✵♦❉✇✩♣✲❷✩q ✈✣✖✍q s✵⑦✟s✍t ✉✍✈ ✶✩✉✍✈✍④ ❸♥✶✩♣ s✍q❉♦ ✉✵✈✯♦ s r ♥♦ P s✍r ③✍q ♥✈✍♦❁❈✵⑥✩s✮✶✩✇✩✈
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s✍❸✖✵✈✍q ♥r ⑦✟✈✍♦✳✇✩♣●❷✩q ✈✚✖✵q s✍⑦✟s✵t ✉✵✈✸✶✩✉✍✈✍④ ❸ ♥✶✩♣ s✵q✓s✵✈✟①❴②☞❀❁✾✕▼
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①✑s✍r ❊✩♣ ⑦✟s✍r ♥⑩ s✵❸❙❷✩q ✈✣✖✍q s✵⑦✟⑦✟♥✶✙✖✟❷✩q ✈✮❑✩❸♣ ⑦✟♦✄✂✚♥r ❊✘♣ ❈✥⑥✩♥❸♥❑✩q ♥⑥✩⑦⑧⑩ ✈✮✶✩♦ r q s✍♥✶✵r ♦ ✁ ①❴②☞❀❁✾☎✄
s✍q ♣◗✶✩✈✯✶✩❸♥✶✩♣ s✍q✲❷✩q ✈✣✖✍q s✵⑦✟⑦✟♥✶✙✖✑❷✩q ✈✯❑✩❸♣ ⑦✟♦☎✂✕❊✩♣ q ♣✯r ❊✩♣✟⑩ ✈✮✶✩♦ r q s✍♥✶✵r ♦✿❊✩s ❄✵♣✟s✴P✈✍q ⑦☎r ❊✩s r✛♥♦
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⑦✟♥✶✩♥⑦✯♥ ✗ s✵q☞P✿♦ ⑥ ✕ ♣ ♥r ✈✯s
h(x, y) = 0
✁❙
✄
g(x, y)
≤
0
✁❘
✄
F
(x, y) +
∇
y
t(x, y)λ
+
∇
y
s(x, y)z
= 0
✁❻ ✄
t(x, y) = 0
✁✔✞✄z
≥
0, s(x, y)
≤
0, z
i
[s(x, y)]
i
= 0, i
= 1, . . . , q
✁ ✤✑✄
✈✯✶✩✇✩♣
[s(x, y)]
i
❍❱s
i
④ ❍ ♦ ♥⑦✟s✑⑩ ✈✍⑦✟❷✻✈✯✶✩♣ ✶✍r ♣✟✇✩♣s(x, y)
✼h(x, y)
∈
IR
m
1
✼
g(x, y)
∈
IR
l
✼F
(x, y)
∈
IR
m
✼t(x, y)
∈
IR
m
2
♣s(x, y)
∈
IR
q
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⑦✟♣ ♦ ⑦✟✈✟s ✠ ✡ ✆✎✝ ✟ ✠ ✡✟✞✆✎✟☎☞ ✍✎✡✑✏✞✒ ✠ ✡✑✟✞ ✡ ✆✟✇✩♣✛①❴s✯✶✙✖✵s✍♦ ♦ s✵q ♥s✯✶✥④ ❉✷q ✈✍⑦✟✈ ❄✩♥r ✗✺❍●♦ s✍r ♥♦ P ♣ ♥r s✝▼
❶☛⑩ ✈✮✶✯❄✵♣ q ✖✯✻ ✶✩⑩ ♥s✯✇✩♣✚⑦✯⑥✩♥r ✈✍♦❉s✍❸✖✵✈✍q ♥r ⑦✟✈✍♦ ✖✍♣ q s✍♥♦❉✇✩♣✲② ✤✕✽✘✇✩♣ ❷✷♣ ✶✩✇✩♣ ⑦✢P ✈✵q r ♣ ⑦✟♣ ✶✍r ♣✚✇✩s
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✇✩✈✍♦✚s✍❸✖✵✈✍q ♥r ⑦✟✈✍♦ ✖✍♣ q s✍♥♦✳✇✩♣●② ✤✺✽ ❷✩s✍q s✟♣ ♦ r ♣ ♦✳r ♥❷✷✈✍♦✳✇✩♣●❷✩q ✈✮❑✩❸♣ ⑦✟s✵♦ ▼
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❑✷✈✵⑦❞⑩ ✈✵⑦✟❷✩q ♣ ♣ ✶✩✇✩♥ ⑦✟♣ ✶✵r ✈✲✇✩✈✲s✍♦ ♦ ⑥✝✶✵r ✈✲♣ ⑦ ❈✵⑥✩♣ ♦ r ✉✍✈✝▼✞❀❉♦ r s✲r ♣ ✈✵q ♥s✚♦ ♣✓q ♣ P ♣ q ♣✯✼✮❑✩s✵♦ ♥ ⑩ s✍⑦✟♣ ✶✵r ♣ ✼
✁✍♦✓⑩ ✈✮✶✩✇✩♥t ✒✥♣ ♦❉✇✩♣✚✈✍r ♥⑦✟s✍❸♥✇✩s✵✇✩♣ ❈✵⑥✩♣✚♣ ✶✯❄✥✈✍❸❄✵♣ ⑦ ⑦✯⑥✩❸r ♥❷✩❸♥⑩ s✵✇✩✈✍q ♣ ♦✿✇✩♣✕✽✼s✚✖✵q s✯✶✙✖✵♣✓r s✵♥♦❉⑩ ✈✍⑦✟✈
✖✗✖ ✝✺✼✬❉✷q ♥r ✗ ④ ❆✍✈✯❊✝✶✑♣●s ✠ ✡ ✆✎✝ ✟ ✠ ✡✟✞ ✆✎✟☎☞ ✍✎✡✑✏✞✒ ✠ ✡✑✟ ✞ ✡ ✆✟✇✩♣✛①❴s✯✶✙✖✵s✍♦ ♦ s✵q ♥s✯✶✁❉✷q ✈✵⑦✟✈ ❄✥♥r ✗✯▼
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⑩ ✈✵⑦✟✈✕P s✵⑩ r ♥❑✩♥❸♥✇✩s✵✇✩♣✓♣✳✈ r ♥⑦✟s✵❸♥✇✩s✍✇✩♣✯▼✼❶✲❸❍ ⑦ ✇✩♥♦ ♦ ✈☎✼✥♣ ♦ r ♣✚⑩ s✵❷✝▲r ⑥✩❸✈✚♦ ♣✳✇✩♣ ♦ r ♥✶✩s●s✲⑦✟✈✵♦ r q s✍q✿s
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■❊✥❇✥❆✥❋✩❂✩▲✩▼✍◆✩❋
♣ ⑦✗⑥✩⑦✟s ⑩ ✈✯✶✩✇✩♥t ✉✍✈✤❷✩q ⑨✍r ♥⑩ s✤✇✩♣✘✈ r ♥⑦✟s✵❸♥✇✩s✍✇✩♣✯✼✚✇✩♣ ✶✩✈✵⑦✟♥✶✩s✍✇✩s✤❶✚⑤●②✡✼ ❈✥⑥✩♣❏❍✘✈✤s✍♦ ♦ ⑥✝✶✵r ✈
❷✩q ♥✶✩⑩ ♥❷✩s✵❸✻✇✩♣●s✵❸✖✍⑥✩⑦✟s✵♦✓♦ ♣ t ✒✥♣ ♦✲✇✩♣ ♦ r ♣●⑩ s✍❷✝▲r ⑥✩❸✈✝▼
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❃✚⑦ ♣ ♦ r ⑥✩✇✩✈✟✇✩♣ r s✍❸❊✩s✵✇✩✈✯✇✩♣ ♦ r ♣✛s✍♦ ♦ ⑥✝✶✵r ✈✟❷✷✈✥✇✩♣●♦ ♣ q✳♣ ✶✩⑩ ✈✮✶✵r q s✍✇✩✈✟♣ ⑦ ✓ ✼ ❙✯❘ ✼ ❘ ❹ ✂▼
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☎γ
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∗
✍✆✠✙✠✆✞✆ ✞ ✠✆✞✚ ✡ ✝ ✡ ✠✔✏✡ ✠ ✡✑✏ ✝ ☎✜✛ ✢✓
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☞✡✑✠ ✟ ✞✆ ✝ ✡ ✝ ☎
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∗
)
T
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ϕ
: [0, ε]
→
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❍✲⑦✟♥✶✩♥⑦✟♥✗ s✍✇✩✈✵q❉❸✈✥⑩ s✵❸ ✼✥♣ ❂✥♥♦ r ♣ε
1
∈
(0, ε)
r s✵❸✗❈✵⑥✩♣
ϕ(t)
≥
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f
(x
∗
)
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∈
(0, ε
1
)
▼❉❶✚♦ ♦ ♥⑦✁✼
ϕ(t)
−
ϕ(0)
t
≥
0,
∀
t
∈
(0, ε
1
).
♠✲♣ ♦ r s✸P ✈✍q ⑦✟s✝✼
ϕ
′
(0) = lim
t
→
0
ϕ(t)
−
ϕ(0)
t
≥
0.
①❴s✍♦ ✼✷❷✷♣ ❸s✯q ♣ ✖✍q s✟✇✩s✟⑩ s✵✇✩♣ ♥s✝✼
ϕ
′
(t) =
f
′
(γ(t))γ
′
(t) =
∇f
(γ(t))
T
γ
′
(t).
❀❉⑦ ❷✩s✵q r ♥⑩ ⑥✩❸s✍q ✼✥❷✩s✵q s
t
= 0
r ♣ ⑦✟✈✍♦ϕ
′
(0) =
∇f
(γ(0))
T
γ
′
(0) =
∇f
(x
∗
)
T
γ
′
(0)
≥
0.
❛ ✢ ✝ ✄✞✌✟✡✠ ✔ ☞✞✝☞✞✝✥✥✝ ✄ ✡ ✝ ✡
x
∈
Ω
✦✝✟✞✚ ☎ ✠ ✡ ✝✂☞ ✍ ☎
γ
✧✍✆✠✂✡ ✠ ✍✞✠ ☛ ✡ ☎ ✠
Ω
✝ ☎ ✠ ✏✡ ✝ ✝ ☎C
k
☞
✡ ✝ ✝ ✡✑✆ ✝ ✡
☞
✡ ✠
x
✝ ☎γ
: [−ε, ε]
→
Ω, ε >
0, γ(0) =
x
☎γ
∈
C
k
✓
❘ ✢ ✔☛✗ ✢✡✣ ✓ ☞✞✝ ☞✞✝✫ ✝★✗ ☎
x
∗
∈
Ω
✧✍✆✠✩✠✆✞✆ ✞✠✆✞ ✚ ✡ ✝ ✡ ✠☎✏✡ ✠ ✡✑✏ ✝ ☎✄✛ ✢
✓
✢ ✣✆☎
γ
✧✍✆✠✂✡ ✠ ✍✞✠ ☛✑✡ ☎ ✠
Ω
✝ ☎ ✠ ✏✡ ✝ ✝ ☎C
1
☞✡ ✝ ✝ ✡✑✆ ✝ ✡
☞
✡ ✠
x
∗
☎ ✆✎✟✑ ✡∇f
(x
∗
)
T
γ
′
(0) = 0
②❉q ✈ ❄✍s ❖✩♠✲♣ ✛✬✶✩s
γ
1
: [0, ε]
→
Ω
❷✻✈✍q
γ
1
(t) =
γ(t)
♣
γ
2
: [0, ε]
→
Ω
❷✷✈✍q
γ
2
(t) =
γ(−t)
▼
②✿♣ ❸✈ ✝✼♣ ✈✵q ♣ ⑦✟s ❙ ▼❙ ▼❘ ✼✩r ♣ ⑦✟✈✵♦ ❈✵⑥✩♣
∇f
(x
∗
)
T
γ
′
1
(0)
≥
0
♣
∇f
(x
∗
)
T
γ
′
2
(0)
≥
0.
①❴s✍♦ ✼
γ
′
1
(0) =
γ
′
(0)
♣γ
′
2
(0) =
−γ
′
(0)
♣ ✼✷❷✻✈✍q r s✮✶✍r ✈☎✼∇f
(x
∗
)
T
γ
′
➌ ➉ ❍✥❋✩❊✩❂✥■▼ ✁ ❃✍❑✿❊✥❃✍❍✥❃✍❑ ❑ ✩❆✵■❅✩❑✼❄ ❅✩❆✵❅✛❆✥❃✍❑ ❇✥❆✵■ ▼ ✁ ❃✍❑✼❂✩❃✳■✂✷▲✵❅✞☎ ❂✵❅✩❂✩❃ ☛✌☞ ✁✄✂ ✦✆☎✞✝ ✘ ✚ ✛✧✏✓✒✠✟☎✏☛✡ ✏✓✒✙✒✌☞ ✖✙✘ ✩✌✒✎✍ ✩ ✖★✩ ✍✑✏✓✒✕✔✗✖✙✘ ✚✜✛✢✏✓✒✏✝ ✏✒✑✔✓✖✕ ✩ ✰ ✗ ✝ ✩✖✝ ✏
✤✚♣ ♦ r s✲♦ ♣ t ✉✵✈☎✼✥⑩ ✈✮✶✩♦ ♥✇✩♣ q s✵q ♣ ⑦✟✈✵♦✿❷✩q ✈✯❑✩❸♣ ⑦✟s✍♦✿⑩ ✈✵⑦ q ♣ ♦ r q ♥t ✒✥♣ ♦✿✇✩♣✳♥✖✵⑥✩s✍❸✇✩s✍✇✩♣✓✇✩s✺P ✈✍q ⑦✟s✝❖
⑦✟♥✶
f(x)
♦ ▼s✝▼
h(x) = 0
✁ ❙ ▼❘ ✄✈✯✶✩✇✩♣
f
:
IR
n
→
IR
❍✛⑩ ✈✮✶✵r ♥✶✵⑥✩s✵⑦✟♣ ✶✵r ♣✛✇✩♥P ♣ q ♣ ✶✩⑩ ♥⑨ ❄✵♣ ❸✼♣h
:
IR
n
→
IR
m
❍✛✇✩♣ ✛✬✶✩♥✇✩s❱❷✷✈✵qh
= (h
1
, h
2
, . . . , h
m
)
T
✈✮✶✩✇✩♣
h
i
:
IR
n
→
IR, i
= 1, . . . , m,
r s✍⑦✸❑✬❍ ⑦☎♦ ✉✵✈✑⑩ ✈✯✶✵r ♥✶✥⑥✩s ④
⑦✟♣ ✶✵r ♣●✇✩♥P ♣ q ♣ ✶✩⑩ ♥ ⑨ ❄✵♣ ♥♦ ▼ ✤✲♣ ♦ r ♣✛⑩ s✍♦ ✈✝✼✩r ♣ ⑦✟✈✵♦
Ω =
{x
∈
IR
n
|
h(x) = 0}
▼ ❛ ✢ ✝ ✄✞✌✟✡✠ ✔☞✞✝✙✥✝ ☞✞✝ ✗
☎
x
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Ω
✦✠ ✟✎✡✡✠✂✡✡✠ ✡ ✝ ✝ ☎ ✠ ✡ ✆ ✘ ✍✞✆☛✟ ✡✔✟ ✡✑✆✙✘ ☎ ✆☛✟ ☎☎✡
Ω
☞ ✡ ✠x
✦ ✝ ☎ ✆ ✡ ✟ ✡ ✝ ✡ ☞ ✡ ✠M
(x)
✦✡ ✠ ✡ ✆ ✘ ✍✞✆✎✟ ✡ ✝ ✡ ✝ ☛ ☎ ✟ ✡ ✠ ☎ ✝✂✟ ✡✑✆✙✘ ☎ ✆☛✟ ☎ ✝✌✡ ✠ ✍✞✠ ☛ ✡ ✝ ☎ ✠
Ω
☞ ✡ ✝ ✝ ✡✑✆ ✝ ✡ ☞ ✡ ✠x
✦ ✡ ✍ ✝ ☎ ✘ ✡ ✦M
(x) =
{v
∈
IR
n
|
v
=
γ
′
(0)
☞✡✑✠ ✡✌✡✑✏✘ ✍✆✠✂✡ ✠ ✍✞✠ ☛✑✡
γ
☞ ✡ ✝ ✝ ✡✑✆ ✝ ✡ ☞ ✡ ✠x}.
❭ ✢✜✣ ✓ ☞✞✝✙✥✝ ✙✥✝ ✗ ☎x
∗
✧ ✍✆✠✙✠✆✞ ✆ ✞ ✠✆✞✚ ✡ ✝ ✡ ✠✔✏✡ ✠ ✡✑✏ ✝ ☎ ✛ ✢ ✓✚ ✣ ☎ ✆✎✟ ✑ ✡∇f(x
∗
)
⊥
M
(x
∗
)
✦ ✡ ✍ ✝ ☎ ✘ ✡ ✦ ☞ ✡✑✠ ✡✂✟ ✡ ✝ ✡ ☎ ✏☎ ✠ ☎ ✆☛✟ ✡v
∈
M
(x
∗
)
✦✟ ☎ ✠ ✡ ✝ ☞ ✍ ☎
∇f(x
∗
)
T
v
= 0
✓
②❉q ✈ ❄✍s ❖ ●✥♣ ✕ s
v
∈
M
(x
∗
)
▼✢❀☞✶✍r ✉✵✈✤♣ ❂✩♥♦ r ♣✘⑥✩⑦✟s✤⑩ ⑥✩q ❄✍sγ
❷✩s✵♦ ♦ s✯✶✩✇✩✈✖❷✷✈✵qx
∗
r s✍❸✺❈✥⑥✩♣γ
′
(0) =
v
▼♠✲✈ ✝✼♣ ✈✵q ♣ ⑦✟s ❙ ▼❙ ▼✔✯♦ ♣ ✖✍⑥✩♣ ❈✵⑥✩♣
∇f
(x
∗
)
T
v
= 0
▼ ✾✓✈✍⑦✟✈v
❍●s✵q ❑✩♥r q s✍q ♥ ✈✯⑩ ✈✮✶✩⑩ ❸⑥✩♥⑦✟✈✵♦❁❈✥⑥✩♣∇f(x
∗
)
⊥
M
(x
∗
)
▼◆
r ♣ ✈✵q ♣ ⑦✟s✑✇✩✈✵♦✛①✑⑥✩❸r ♥❷✩❸♥⑩ s✵✇✩✈✍q ♣ ♦✲✇✩♣◗✽✼s✚✖✵q s✯✶✙✖✵♣✯✇✩♥✗ ✼✛❑✩s✵♦ ♥⑩ s✵⑦✟♣ ✶✵r ♣ ✼✞❈✵⑥✩♣✟❷✩s✵q s✑⑥✩⑦
✇✩s✍✇✩✈✘⑦✟♥✶✩♥⑦✯♥ ✗ s✵✇✩✈✍q●❸✈✥⑩ s✵❸
x
∗
♣ ❂✥♥♦ r ♣ ⑦✂♣ ♦ ⑩ s✵❸s✍q ♣ ♦λ
1
, . . . , λ
m
✼✿✇✩♣ ✶✩✈✍⑦✟♥✶✩s✵✇✩✈✍♦✛⑦✛⑥✩❸r ♥❷✩❸♥④
⑩ s✵✇✩✈✍q ♣ ♦✚✇✩♣✿✽❙s✣✖✍q s✮✶✙✖✍♣✯✼✥r s✵♥♦ ❈✵⑥✩♣
∇f
(x
∗
) +
m
X
i
=1
λ
i
∇h
i
(x
∗
➌ ➉ ❍✥❋✩❊✩❂✥■▼
✁
❃✍❑✿❊✥❃✍❍✥❃✍❑ ❑ ✩❆✵■❅✩❑✼❄ ❅✩❆✵❅✛❆✥❃✍❑ ❇✥❆✵■ ▼
✁
❃✍❑✼❂✩❃✳■✂✷▲✵❅✞☎ ❂✵❅✩❂✩❃
❃✳r ♥❸♥✗ s✮✶✩✇✩✈✯s✸✶✩✈✍r s✍t ✉✍✈
h
′
(x) =
∂h
1
∂x
1
...
∂h
1
∂x
n
▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼∂h
m
∂x
1
...
∂h
m
∂x
n
=
h
′
1
(x)
▼▼ ▼
h
′
m
(x)
=
∇h
1
(x)
T
▼
▼
▼
∇h
m
(x)
T
❷✷✈✥✇✩♣ ⑦✟✈✍♦✳♥✶✵r ♣ q ❷✩q ♣ r s✵q✳♣ ♦ r s✟⑩ ✈✯✶✩✇✩♥t ✉✍✈✟✇✩s✯♦ ♣ ✖✍⑥✩♥ ✶✵r ♣✺P ✈✍q ⑦✟s✝❖
✁ s ✄ ◆ ❄✵♣ r ✈✍q✥✖✵q s✍✇✩♥♣ ✶✍r ♣
∇f
(x
∗
)
❷✷♣ q r ♣ ✶✩⑩ ♣❱s✍✈✘♣ ♦ ❷✩s✵t ✈✝✖✵♣ q s✵✇✩✈❴❷✷♣ ❸✈✍♦✿❄✵♣ r ✈✍q ♣ ♦ ✖✍q s✍④✇✩♥♣ ✶✵r ♣ ♦✳✇✩s✵♦✳q ♣ ♦ r q ♥t ✒✥♣ ♦✚♣ ⑦
x
∗
✼✷♥♦ r ✈✸❍✯✼∇f
(x
∗
)
∈
Im(h
′
(x
∗
)
T
)
▼✁ ❑☛✄ ◆ ❄✵♣ r ✈✵q ✖✍q s✵✇✩♥♣ ✶✵r ♣
∇f
(x
∗
)
❍❴✈✵q r ✈✚✖✵✈✯✶✩s✵❸✳s✵✈N u(h
′
(x
∗
))
♣ ♦ r ♣✘q ♣ ♦ ⑥✩❸r s✵✇✩✈ ❍⑩ ✈✮✶✩♦ ♣ ❈✥⑥✝✻ ✶✩⑩ ♥ s✟✇✩♥q ♣ r s✯✇✩✈✟♥r ♣ ⑦ ✁s✞✄ ✼ ✕ ⑨◗❈✵⑥✩♣✯✼
N u(h
′
(x
∗
))
⊥
Im(h
′
(x
∗
)
T
)
✂ ✈✯✶✩✇✩♣N u(h
′
(x
∗
)) =
{v
∈
IR
n
| ∇h
i
(x
∗
)
T
v
= 0, i
= 1, . . . , m}.
◆ ❑✩♦ ♣ q ❄✍s✯✶✩✇✩✈☛✈✝q ♣ ♦ ⑥✩❸r s✍✇✩✈✝♣ ✶✵⑥✝✶✩⑩ ♥s✍✇✩✈ ✶✩✈ ✽❙♣ ⑦✟s
❙
▼
❘
▼
❘
♣✤s✝♥✶✍r ♣ q ❷✩q ♣ r s✵t ✉✵✈✝❷✩s✍q s
s✤♣ ❈✵⑥✩s✵t ✉✍✈✖✇✩✈✍♦✑⑦✯⑥✩❸r ♥❷✩❸♥⑩ s✵✇✩✈✍q ♣ ♦❱✇✩♣❏✽❙s✚✖✵q s✯✶✙✖✵♣ ✼✲✇✩s✵✇✩s✍✶✩✈✤♥r ♣ ⑦ ✁❑☛✄ ✼✺❍✫✶✩s r ⑥✩q s✵❸✺❈✥⑥✩♣
♥✶✩✇✩s✚✖✵⑥✩♣ ⑦✟✈✵♦✳♦ ✈✯❑✩q ♣✿❈✥⑥✩s✍❸✡❍●s✟q ♣ ❸s✵t ✉✵✈✯♣ ✶✍r q ♣
N u(h
′
(x
∗
))
♣M(x
∗
)
▼❭ ✢✜✣ ✓ ☞✞✝✙✥✝ ✥✥✝✁ ✡✑✠ ✡✌✟ ✡ ✝ ✡
x
∈
Ω
✟ ☎ ✠ ✡ ✝ ☞ ✍ ☎M
(x)
⊂
N u(h
′
(x))
✓②❉q ✈ ❄✍s ❖✬●✥♣ ✕ s
v
∈
M(x)
♣γ
: [−ε, ε]
→
Ω
r s✵❸✗❈✥⑥✩♣γ
′
(0) =
v, γ(0) =
x
▼ ♠✲♣ ✛✬✶✩sφ(t) =
h(γ(t))
✼✷❷✩s✍q s✯r ✈✥✇✩✈t
∈
[−ε, ε]
▼ ♠✲♣ ♦ r s✸P ✈✍q ⑦✟s✝✼✥r ♣ ⑦✟✈✵♦ ❈✵⑥✩♣φ(t) = 0
❷✩s✵q s✛r ✈✥✇✩✈t
∈
[−ε, ε]
▼ ✽❙✈✣✖✍✈✝✼φ
′
(t) = 0
❷✩s✍q s✯r ✈✵✇✩✈t
∈
(−ε, ε)
▼✳①✑s✵♦ ✼✷❷✷♣ ❸s✯q ♣ ✖✍q s✟✇✩s✯⑩ s✍✇✩♣ ♥s☎✼✩r ♣ ⑦✟✈✵♦ ❈✥⑥✩♣φ
′
(t) =
h
′
(γ(t))γ
′
(t) = 0,
∀
t
∈
(−ε, ε).
❀❉⑦ ❷✩s✍q r ♥ ⑩ ⑥✩❸s✍q ✼✳❷✩s✵q s
t
= 0
r ♣ ⑦✟✈✍♦✴❈✵⑥✩♣0 =
h
′
(x)γ
′
(0) =
h
′
(x)v
✼✚✈✵⑥✖♦ ♣ ✕ s☎✼v
∈
N u(h
′
(x))
▼●✥♣ q ⑨✍❈✥⑥✩♣❴r s✍⑦✸❑✬❍ ⑦ ❄✍s✵❸♣❴s✤q ♣ ⑩ ▲❷✩q ✈✥⑩ s✤♥✶✩⑩ ❸⑥✩♦ ✉✵✈☎✼✚✈✵⑥✝♦ ♣ ✕ s☎✼
N u(h
′
(x))
⊂
M
(x)
✂ ❀❉⑦ ✖✍♣ q s✵❸ ✼✓♣ ♦ r s q ♣ ❸s✍t ✉✵✈❏✶✩✉✍✈❏❍✁❄✵♣ q ✇✩s✵✇✩♣ ♥q s✝✼✓⑩ ✈✯✶☎P ✈✵q ⑦✟♣✑♥❸⑥✩♦ r q s✘✈ ♦ ♣ ✖✍⑥✩♥✶✵r ♣✑♣ ❂✥♣ ⑦✟❷✩❸ ✈☎❖⑩ ✈✮✶✩♦ ♥✇✩♣ q ♣ ⑦✟✈✍♦
h(x
1
, x
2
) =
x
1
x
2
♣
x
= (0,
0)
T
✼✷♣ ✶✵r ✉✍✈M
(x) =
{v
∈
IR
2
|
v
1
v
2
= 0}
✼
⑦✟s✍♦
h
′
(x) = (0,
0)
♣●⑩ ❸s✵q s✍⑦✟♣ ✶✍r ♣N u(h
′
➌ ➉ ❍✥❋✩❊✩❂✥■▼ ✁ ❃✍❑✿❊✥❃✍❍✥❃✍❑ ❑ ✩❆✵■❅✩❑✼❄ ❅✩❆✵❅✛❆✥❃✍❑ ❇✥❆✵■ ▼ ✁ ❃✍❑✼❂✩❃✳■✂✷▲✵❅✞☎ ❂✵❅✩❂✩❃ ❛ ✢ ✝ ✄✞✌✟✡✠ ✔ ☞✞✝✙✥✝ ✫ ✝ ✄✂✞✚ ☎ ✠ ✡ ✝ ☞ ✍ ☎
x
∈
Ω =
{x
∈
IR
n
|
h(x) = 0}
✧
✍✆✠
☞
✡ ✆☛✟ ✡
✠ ☎ ✘✑✍✞✏✡✑✠ ✝ ☎
{∇h
1
(x), . . . ,
∇h
m
(x)}
✌ ✡ ✠ ✠✂✡✡✠ ✍✆✠ ✠ ✡ ✆ ✘ ✍✞✆☛✟ ✡ ✏✞✆ ☎ ✡✑✠ ✠ ☎ ✆✎✟ ☎ ✞ ✆ ✝ ☎ ☞ ☎ ✆ ✝ ☎ ✆☛✟ ☎ ✦ ✡ ✍ ☎ ☞ ✍ ✞☛ ✡✑✏☎ ✆☛✟ ☎ ✠ ☎ ✆✎✟ ☎ ✦ ✝ ☎ ✡ ☞ ✡ ✝ ✟ ✡ ✝ ☎
h
′
(x)
✧ ✞✘ ✍✎✡✑✏✘✡m
✓❶ ✖✵✈✍q s✝✼✍⑩ ✈✍⑦ s✲✇✩♣ ✛✬✶✩♥t ✉✵✈✲✇✩♣✳q ♣ ✖✵⑥✩❸s✍q ♥ ✇✩s✵✇✩♣ ✼✍❷✻✈✥✇✩♣ ⑦✟✈✵♦✼♣ ✶✥⑥✝✶✩⑩ ♥s✵q✿✈✲♦ ♣ ✖✵⑥✩♥✶✍r ♣✓r ♣ ✈✵q ♣ ⑦✟s
⑩ ⑥ ✕ s✟✇✩♣ ⑦✟✈✯✶✩♦ r q s✵t ✉✵✈✯❷✻✈✥✇✩♣●♦ ♣ q✚♣ ✶✩⑩ ✈✯✶✵r q s✍✇✩s✟♣ ⑦ ❙✯❘ ✼ ❘ ❹ ✂▼
❘ ✢ ✔☛✗ ✢✡✣ ✓ ☞✞✝✙✥✝✥✝✍✗ ☎ ✘ ✡
Ω =
{x
∈
IR
n
|
h(x) = 0}, h
∈
C
k
, x
∈
Ω
✍✆✠☞ ✡ ✆☛✟ ✡ ✠ ☎ ✘ ✍✂✁ ✏✡✑✠ ✓ ✤ ✆✎✟ ✑ ✡ ✦ ☞ ✡✑✠ ✡ ✟ ✡ ✝ ✡
v
∈
N u(h
′
(x))
☎ ✄✟✞✝ ✟ ☎ ✍✆✠✂✡ ✠ ✍✞✠ ☛ ✡γ
✝ ☎ ✠ ✏✡ ✝ ✝ ☎C
k
☞✡ ✝ ✝ ✡✑✆ ✝ ✡
☞
✡ ✠
x
✟ ✡✑✏✘☞ ✍ ☎γ
′
(0) =
v
✦✡ ✍✌✝ ☎ ✘ ✡
✦
N u(h
′
(x))
⊂
M
(x)
✓✡ ✠ ✟ ✡✑✆☛✟ ✡
✦
M
(x) =
N u(h
′
(x))
✓♠✲♣ ♦ r s◗P✈✍q ⑦✟s✝✼✷♦ ♣
x
∗
❍●⑦✟♥ ✶✩♥⑦✯♥✗ s✵✇✩✈✍q✳q ♣ ✖✍⑥✩❸ s✵q✳✇✩♣✌✁ ❙ ▼❘ ✄✳♣ ✶✵r ✉✍✈❱s✟♣ ❈✥⑥✩s✍t ✉✍✈ ✁ ❙ ▼❻ ✄✳✇✩✈✍♦ ⑦✯⑥✩❸r ♥❷✩❸♥⑩ s✵✇✩✈✍q ♣ ♦✚✇✩♣✸✽❙s✣✖✍q s✮✶✙✖✍♣ ❍✯⑩ ✈✯✶✩♦ ♣ ❈✥⑥✝✻ ✶✩⑩ ♥s✑✇✩♥q ♣ r s❱✇✩✈✴✽✼♣ ⑦✟s ❙ ▼❘ ▼❘ ♣✛✇✩✈ ✝✼♣ ✈✵q ♣ ⑦✟s❙ ▼❘ ▼✤✮▼❴❶ ✖✵✈✍q s✝✼✼♣ ✶✵⑥✝✶✩⑩ ♥s✍q ♣ ⑦✟✈✍♦✿P ✈✵q ⑦✟s✍❸⑦✟♣ ✶✵r ♣✯✈✑r ♣ ✈✍q ♣ ⑦✟s❴✇✩✈✍♦✯①❴⑥✩❸r ♥❷✩❸♥⑩ s✵✇✩✈✍q ♣ ♦●✇✩♣◗✽✼s ④
✖✍q s✮✶✙✖✍♣✯▼✆☎●⑨✍q ♥s✵♦✿P✈✍q ⑦✟s✵♦✛✇✩♣❱✇✩♣ ⑦✟✈✮✶✩♦ r q s✍q✛♣ ♦ r ♣✟r ♣ ✈✍q ♣ ⑦✟s❴❷✻✈✵✇✩♣ ⑦ ♦ ♣ q✛♣ ✶✩⑩ ✈✮✶✍r q s✵✇✩s✍♦✯♣ ⑦
✓ ✼ ❙ ❘ ✼ ❘ ❹ ✂ ▼
❘ ✢ ✔☛✗ ✢✡✣ ✓
☞✞✝✙✥✝ ✁ ✔
❝✍✝✘✕ ☎ ✌ ✎✘✕✌ ✛ ✓ ✕ ✔☛✗ ✢ ✙ ✕✘✢✑❭ ✓✑✏☛✗ ✓✑✄✞✏☛✢ ✚●❡ ✔✒✄ ✕✞✌ ✟✡✚ ✢ ✙ ✦ ✢✞✛ ✢ ✙ ✙ ✆✎✗ ✌ ✓✎✙ ✖
✝
✗ ☎✘ ✡
x
∗
✍✆✠ ✠✆✞ ✆ ✞ ✠✆✞✚ ✡ ✝ ✡ ✠ ✏✡ ✠ ✡✑✏✘✠ ☎ ✘ ✍✞✏✡✑✠✆✝ ☎f
✝ ✍ ✘ ☎ ✞✟ ✡ ✡h(x) = 0
✓✄✤✆☛✟ ✑ ✡ ☎ ✄✟✞✝ ✟ ☎ ✍✆✠
✝ ✆ ✞ ✠ ✡✜☛ ☎ ✟ ✡ ✠
λ
∗
= (λ
∗
1
, . . . , λ
∗
m
)
T
✦✠ ✟✎✡✡✠✂✡ ✝ ✡✜☛✟☎ ✟ ✡ ✠ ✝ ✡ ✝✄✠ ✍✞✏✟ ✞ ☞ ✏✞ ✠ ✡ ✝ ✡ ✠ ☎ ✝✆✝ ☎✟✞ ✡ ✘✑✠ ✡✑✆✙✘ ☎ ✦ ✟ ✡✑✏✘☞ ✍ ☎
∇f(x
∗
) +
m
X
i
=1
λ
i
∇h
i
(x
∗
) = 0
✁ ❙ ▼✔✞✄✗ ☎ ✦ ✡✑✏ ✧ ✠ ✝✟✞✝ ✝ ✡
✦
f, h
i
∈
C
2
✦
✟ ☎ ✠ ✡ ✝ ☞ ✍ ☎
y
T
Ã
∇
2
f
(x
∗
) +
m
X
i
=1
λ
∗
i
∇
2
h
i
(x
∗
)
!
y
≥
0,
∀
y
∈
N u(h
′
(x
∗
))
✁ ❙ ▼✤ ✄❶☛♦ ♣ ✖✵⑥✩♥q ✼✮❄✍s✍⑦✟✈✵♦❉♥❸⑥✩♦ r q s✵q✞❈✥⑥✩♣✚❷✻✈✵✇✩♣✲✈✥⑩ ✈✵q q ♣ q✓✈✺Ps✍r ✈✛✇✩♣✕✶✩✉✍✈✛♣ ❂✥♥♦ r ♥q ♣ ⑦ ✈✍♦✓⑦✛⑥✩❸r ♥❷✩❸♥④
⑩ s✵✇✩✈✍q ♣ ♦✚✇✩♣✿✽❙s✣✖✍q s✮✶✙✖✍♣●❷✩s✍q s✟⑥✩⑦ ⑦✟♥✶✩♥⑦✟♥✗ s✵✇✩✈✍q✓❸✈✥⑩ s✍❸✡❈✵⑥✩♣✿✶✩✉✵✈✯♦ ♣ ✕ s✟q ♣ ✖✵⑥✩❸s✍q ▼
P✡✠✘✢✡✣✪✎✘✕✔ ☞✞✝✙✥✝ ☞✞✝☞☛✍✌ ✎ ✏ ✑✒ ✓ ✔ ✓✕✌✗✖✘✔✌ ✙ ✚✓ ✛✕✜✟✒ ✓✢✛✣✑✎✘✑✛✣✑✤ ✜ ✔
➌ ➜✍▲✩❊✥▼✵◆✥❋ ☎ ❅✞✂✩❆✵❅✷❊✆✂✷❃ ❅✩❊✥❅
✏ ✁ ✂ ✓ ✑✄ ✌✟✜✡✓ ✏ ✄ ✜ ✏✣✒ ✁ ✜ ✏✢✔ ✓ ✏ ✄✔ ✑☎ ✆ ✓ ✏
h
1
(
x
) = (
x
1
−
1)
2
+
x
2
2
−
1 = 0
,
h
2
(
x
) = (
x
1
−
2)
2
+
x
2
2
−
4 = 0
.
✝✟✞ ✓ ✌ ✛✕✓ ✄✔ ✑✜✡✒ ✓ ✏ ✄✓ ✖✘✔ ✌ ✙ ✚✓ ✛✕✜✟✓ ✏ ✄✠✡✒ ✜ ✒ ✜✡✎✘✜☛✡ ✞ ✁ ✔ ✜✡✜✣✏ ✓ ✞ ✁ ✑✔ ☞✍✌✕✜ ✎✏✂✖ ✌ ✒ ✓ ✛✕✌ ✏✣✎✘✌ ✄ ✜ ✔✒✑ ✁ ✓✢✎ ✌✗✖ ✌ ✎ ✄ ✌✡✒ ✓ ✛✒✎✎✘✑✛✡✌✕✚✌ ✓ ✜ ✚
x
∗
= (0
,
0)
✑ ✁ ✓✒✔✣✌✖✕ ✎ ✑✓ ✌✗✖ ✌ ✎ ✄ ✌☛✗ ✜ ✓ ✄✎✘ ✓ ✚ ✒ ✌✗✖✘✔ ✌ ✙ ✚✓ ✛✕✜ ✏ ✌✙✘ ✓ ✄✌ ✔
✞
✔ ✜ ✒ ✑✓ ✎✚✄✓
∇f
(
x
∗
) =
(1
,
1)
✎✚✛ ✌✡✖ ✌ ✒ ✓✡✏ ✓ ✔✟✓ ✏ ✓ ✔ ✑✄✌✜✓ ✌ ✛✕✌✜✓ ✌ ✛✕✙ ✑✎✘✜ ☎ ✛ ✌ ✚✑✎✘✓ ✜ ✔☞✒ ✌ ✏
✞
✔✜ ✒ ✑✓ ✎ ✄✓ ✏☞✒ ✜ ✏✟✔ ✓ ✏ ✄✔ ✑☎ ✆ ✓ ✏
∇h
1
(
x
∗
) =
(
−
2
,
0)
✓
∇h
2
(
x
∗
) = (
−
4
,
0)
☞
x
2
h (x) = 0
1
h (x ) = (−2,0)
1
*
*
*
*
f(x ) = (1,1)
x
1
h (x) = 0
2
x = (0,0)
h (x ) = (−4,0)
2
∆
∆
∆
❉✿♥✖✍⑥✩q s
❙ ▼ ❙ ❖✣✢☛✤ ✥ ✦✒✤ ✧ ★ ✩✪✒✫ ✥✖✬ ★ ✥ ✭ ✮✤ ✦✖✪ ✯ ✌ ✞ ✌ ✏ ✜✙✓ ✌ ✎✘✒ ✑☎ ✛ ✌✟✒ ✌ ✏✢✛✒✁ ✚✄✑✖✘✚✑✓ ✜ ✒ ✌ ✔ ✓ ✏✕✒ ✓ ✯ ✜ ✞ ✔ ✜ ✎ ✞ ✓
∇f
(
x
∗
) +
λ
∗
1
∇h
1
(
x
∗
) +
λ
∗
2
∇h
2
(
x
∗
) = 0
✎✰✛ ✌✍✖ ✌ ✒ ✓✍✏ ✓ ✔✍✏ ✜ ✄✑✏✗ ✓ ✑✄✜✒✑ ✁✘✜ ✑✏ ✑ ✁✘✓ ✔☛✑ ✁ ✓✍✏ ✓✂ ✜ ✛
λ
∗
1
✓λ
∗
2
☞ ✝ ✒ ✑✡✍✓ ✁ ✚✒ ✜ ✒ ✓✗✒ ✓ ✏ ✄✓ ✖✘✔ ✌ ✙ ✚✓ ✛✕✜✒✔☛✑ ✁✘✓ ✌✗✎✚✕ ✓ ✚✓ ✌ ✒ ✌✱✂ ✜ ✓ ✌ ✙ ✑✜ ✎✘✌N u
(
h
′
(
x
∗
)) =
{y
|
y
1
= 0
, y
2
∈
IR}
✄✓ ✛ ✒ ✑✛✕✓ ✎ ✏ ✛ ✌☞✛✕✜ ✑✌ ✔✙✑ ✁✘✓✡✌✣✖✘✚✜ ✎✘✌✲✄✜ ✎
✞
✓ ✎✚✄✓
M
(
x
∗
) =
{y
|
y
= 0
}
☞
✝
✌ ✄✑✛✕✜ ✚✑✒ ✜ ✒ ✓☞✒ ✓
x
∗
✑✛ ✖✘✚✑✓ ✜✳✑ ✁✘✓∇f
(
x
∗
)
⊥
M
(
x
∗
)
✏✗✛✕✜ ✏✢✖ ✜ ✔ ✜✳✑ ✁✘✓✡✌ ✏
✛✒✁ ✚✄✑✖✘✚✑✓ ✜ ✒ ✌ ✔ ✓ ✏✕✓✴ ✑✏ ✄ ✜ ✛✵✔✢✎✘✓ ✓ ✓ ✏ ✏ ✠ ✔ ✑✌✙✑ ✁✘✓
∇f
(
x
∗
)
⊥
N u
(
h
′
(
x
∗
))
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