《凸優(yōu)化理論》筆記:前言

簡介

凸優(yōu)化理論是非線性規(guī)劃研究領域的核心成果,也是研究一般非線性規(guī)劃問題的理論基礎。
本文...介紹凸優(yōu)化的一個完整理論分析框架。凸優(yōu)化的理論基礎在于對偶。...對偶的本質在于閉的凸集有兩種等價的描述方式:用該機和包含的所有點的并集來描述,或用超平面描述,也即凸閉集等于所有包含它的閉半空間的交集。本文選取最小公共點/最大相交點的幾何框架(MC/MC框架)作為凸優(yōu)化問題的對偶性分析的基礎框架。

本文的主要內(nèi)容:

  • 凸分析的基本概念
  • 多面體凸性
  • 凸優(yōu)化的基本概念
  • 對偶原理的幾何框架
  • 對偶性在優(yōu)化中的運用

本文的作者是 美國工程院院士Dimitri P. Bertsekas,老爺子的主頁在這里

前言

優(yōu)化的重點在于推導出約束問題存在原始和對偶最優(yōu)解的條件。一個例子:

\begin{equation} \begin{aligned} &\text{minimize}\ f(x) \\ &\text{subject to } x\in X, g_j(x)\leq 0, j=1,\dots,r. \end{aligned} \end{equation}

最小最大問題的重點是推導保證等式
\inf_{x\in X} \sup_{z\in Z}\phi(x,z) = \sup_{z\in Z}\inf_{x\in X} \phi(x,z)
成立,以及下確界inf和上確界sup可取到的條件。

對偶框架

基于兩個幾何問題:最小公共點問題(min common point problem)和最大相交點問題(max crossing point problem)
優(yōu)點:幾何上的直觀性
思路:MC/MC框架\rightarrow 一系列定理 \rightarrow 解決特定問題

補充

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