YeeKal
optimization

linear programming(LP)

YeeKal
"#optimization"

What is

  • 线性规划(Linear programming, LP): 目标函数和约束条件都为线性。
  • 可行域(feasible domain): 有限顶点的凸多边形Polyhedra(三维中则是多面体)
  • 线性规划的最优点总是在多边形的顶点或边
  • 历程:
    • 提出 by G. B. Dantzig (1947)
    • Closely related to game theory (two-person, zero-sum games)
    • simplex method by G. B. Dantzig (1948)
    • Ellipsoid Method proposed by L. G.Khachian (1970s)
    • Interior-Point Method proposed by N.Karmarkar (1980s)

3dpoly.svg

Example: Dantzig selector

标准型

将任意一个线性变换转化为标准形式:

  • 如果目标函数是求max, 乘以-1转化为min
  • 如果约束条件是大于等于,则乘以-1转化为小于等于

松驰型(增广矩阵)

转化为松弛型的过程就是通过引入新的非负松弛变量,使得不等是约束转化为等式约束的过程。

从集合的角度理解一下优化问题:

  • $\mathcal{R}_{+}^n := {x\in \mathcal{R}^n | x\geq 0}$, is a closed convex cone. $x$落入非负象限所代表的凸锥内
  • P是A的列向量组成的超平面相交之后再与凸锥($x\geq 0$)相交的集合
  • $\mathbf{A} \mathbf{x}=\mathbf{b}, \mathbf{x} \geq \mathbf{0}$意味着,向量b落入由A的列向量形成的凸锥中。

dual problem

经典问题

LADR:Least Absolute Deviation Regression

把误差定义为曼哈顿距离(Manhattan distance)

Properties of symmetric matrices

单纯形法(simplex method)

椭圆法(Ellipsoid method)

内点法(Interior-Point Method)

ref