このSDP多面体の実行可能領域はありますか?


8

実行可能領域に有限数のランク行列のみが含まれている半確定プログラム(SDP)があります。このSDPの実行可能領域は多面体であると結論付けることができますか?1

半正定値行列の円錐の「円形」部分は、極端なランク行列によるものであるため、これは真実であると考えています。実行可能領域の「曲線」境界は、無限数の極端光線から発生する必要があります。1

結果として、このSDPは多面体の実行可能領域も持つ線形プログラムのように、多項式時間で正確に解くことができると主張できますか?

回答:


15

いいえ、有限数の実行可能なランク1行列がある場合でも、SDPの実行可能領域は多面体である必要はありません。

spectrahedronあなたのアプリケーション内のすべての時間を参照することで、すなわちグラム行列のセット、n個の単位ベクトル。これは、たとえば、MaxCutのGoemans-Williamson SDP緩和の実行可能領域です。そこを超えないことができる2 n個の中の階数1の行列S Nため、X X TS nが意味X 2は、I =S={バツバツ0バツ11==バツ=1}2SバツバツTS全てのための I、したがって X { - 1 1 } Nバツ2=1バツ{11}

次に、見てみましょう。書くS

バツ=1バツyバツ1zyz1

ことでシルベスターの基準であれば、すべての主要な未成年者である場合にのみ、非負。これにより、次の不等式が得られます: x 2y 2z 2バツ0 最初の三つの不等式は、2×2未成年者を書くことから来る、そして最後には、の行列の書き込みから来るXを

バツ2y2z21バツ2+y2+z21+2バツyz
バツ

このセットが多面体ではないことが簡単にわかります。例えば、設定でき投影することS 3を自由変数にxはY Z、および検討Uは、= Tを{ X Y Z Z = 0 }。多面体セットは、正射影および半空間との交差の後も多面体のままであるため、S 3が多面体である場合、Uも同様です。しかし、U = { x yTSバツyzU=T{バツyzz=0}SUディスクです。U={バツy0バツ2+y21}

実際、がディスクであるという直接の幾何学的な議論もあります。場合Xはベクトルのグラム行列であり、UはV W、次に設定Z = 0手段はV wは、及びxはyはの投影の座標でuがによって張られる平面上にV及びwはで表さvおよびwによって与えられる正規直交基底。以来、Uは任意の単位ベクトルとすることができる、X YUバツあなたvwz=0vwバツyあなたvwvwあなたは、長さが最大 1の任意のベクトルです。バツy1

説明のために、ここにセット示します。 Tここに画像の説明を入力してください

そして、ここでがディスクであることがわかります。U

ここに画像の説明を入力してください


2
私はこれまでこのスペクトル面体を視覚化しようとしたことはありませんでした。そして、それが法的ランク1の点によって形成された四面体のわずかに膨らんだバージョンのように見えるのが興味深いことに気づきました。ここで円として示されている断面は、四面体の正方形です。
Sasho Nikolov 2014

私の質問の2番目の部分に興味があるだけです。多面体実行可能領域を持つSDPが存在するとします。その正確な多項式時間可解性についてどう思いますか?いい説明をありがとう。
Pawan Aurora 2014

パワン、アプリオリは、SDPが多面体である場合、それが有理頂点を持ち、それが正確な可解性に必要であるように見えることは、私には明らかではありません。しかし、私は例を想像するのに苦労しています。多分すべての多面体の例では、PSD制約は関係ありません。
Sasho Nikolov 2014

2
バツz=0バツ=yバツ[1/21/2]

1
ところで、シルベスターは正定性の基準ではありませんか?pSdの場合、差分を取得するためにすべての主要な未成年者をチェックする必要があると思いました。
Suresh Venkat 14年
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.