タグ付けされた質問 「convex-optimization」

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多項式時間で半正定値プログラムを解く
線形計画法(LP)は、楕円法またはKarmarkarのアルゴリズムのような内点法を使用して、多項式時間で正確に解くことができることを知っています。それらの多項式時間分離オラクルを設計できれば、超多項式(指数)数の変数/制約を持つLPも多項式時間で解くことができます。 半正定値プログラム(SDP)はどうですか?どのクラスのSDPを多項式時間で正確に解くことができますか?SDPを正確に解決できない場合、それを解決するためにFPTAS / PTASを常に設計できますか?これを行うことができる技術的条件は何ですか?多項式時間分離オラクルを設計できる場合、多項式時間で指数関数的な数の変数/制約を使用してSDPを解決できますか? 組み合わせ最適化問題(MAX-CUT、グラフの色付け)で発生するSDPを効率的に解決できますか?因子内でしか解けない場合、定数因子近似アルゴリズム(Goemans-Williamson MAX-CUTアルゴリズムの0.878など)には影響しませんか?1 + ϵ1+ϵ1+\epsilon これに関する適切な参照は非常に高く評価されます。

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0-1線形計画法:最適定式化の計算
検討次元空間、およびlet形の線形制約である、ここで、と。I ∈ R X I ∈ { 0 、1 } のk ∈ Rnnn C 1 X 1 + 2 X 2 + 3 X 3 + 。。。+ N - 1 X N - 1 + N X N ≥ K{0,1}n{0,1}n\{0,1\}^nccca1x1+a2x2+a3x3+ ... +an−1xn−1+anxn≥ka1バツ1+a2バツ2+a3バツ3+ 。。。 +an−1バツn−1+anバツn≥ka_1x_1 + a_2x_2 + a_3x_3 +\ ...\ …

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半定プログラミング(SDP)の双対ギャップはいつゼロですか?
SDPの双対性ギャップの消失の正確な特徴を文献で見つけることはできませんでした。または、「強い双対性」はいつ成立しますか? たとえば、ラセールとSOS SDPの間を行き来する場合、原則として2つのギャップがあります。ただし、どういうわけか、このギャップが存在しないのには、「些細な」理由があるようです。 スレーターの状態は十分であるように見えますが必要ではなく、すべての凸型プログラムに適用されます。特にSDPについては、より強力なものが真実であると期待しています。スレーターの条件を使用して、双対性ギャップの消失を証明する明示的な例があれば、私も同様に喜んでいます。

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線形計画では解決できない半確定計画で何が解決できるか?
線形目的関数と線形制約の問題を解決できるという点で、線形プログラムに精通しています。しかし、半定値プログラミングでは、線形計画ではできないことを何が解決できるのでしょうか。半定値プログラムは線形プログラムの一般化であることはすでに知っています。 また、半確定プログラミングを使用して解決できる問題をどのように認識しますか?線形計画法では解決できない半定値プログラミングが使用される典型的な問題は何ですか? ご返信ありがとうございます。

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情報理論と凸最適化
私は情報理論の大学院レベルのコースを受講しており、このテーマにはどれほど多くの凸最適化があるかに絶えず悩まされています。しかし、証明は緩和理論、双対性などの完全な機構を使用することから遠ざかるように見えます。これを教えるために凸最適化の完全な学期を必要としないので、これは理解できます。しかし、最適化にかなり精通している誰かとして、私はこれらのリンクがさらに探求されないとき、私は多くの優雅さと直感を逃しているように感じます。凸分析も利用した方がずっと短い証明にしばしば気づきます。 この観点から情報理論をさらにカバーする本はありますか?主に、Stefan Moser、Y。Polyanskiy、Y。Wuの講義ノートと、El Gamalによるネットワーク情報理論を使用しています。

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Pの凸最適化はありますか?
フォームの凸最適化問題を考えます f0(x1,…,xn)fi(x1,…,xn)→min≤0,i=1,…,mf0(x1,…,xn)→minfi(x1,…,xn)≤0,i=1,…,m\begin{align} f_0(x_1, \ldots, x_n) &\to \min \\ f_i(x_1, \ldots, x_n) & \leq 0, \quad i = 1, \ldots, m \end{align} ここで、f0,f1,…,fmf0,f1,…,fmf_0, f_1, \dots, f_mは凸関数です。一般性を失うことなく、f0f0f_0は線形であると仮定できます。 NesterovとNemirovskiiは、彼らの著書「凸型プログラミングの内点多項式アルゴリズム」で、次の意味で多項式時間の凸型プログラムを解くことができるアルゴリズムがあると述べています。我々は、相対精度内で溶液を持ちたいεε\varepsilonのコストでO(p(n,m)ln(n/ε))O(p(n,m)ln⁡(n/ε))O(p(n,m) \ln (n/\varepsilon))の値の計算とO(q(n,m)ln(n/ε))O(q(n,m)ln⁡(n/ε))O(q(n,m) \ln(n/\varepsilon))部分勾配の計算。次に、楕円体法では、 p(n,m)=n3(m+n),q(n,m)=n2p(n,m)=n3(m+n),q(n,m)=n2p(n,m) = n^3 (m+ n), \qquad q(n,m) = n^2 一見すると、これは、楕円体法を使用して多項式時間で凸最適化問題を解くことができることを意味しているように見えます(簡単にするために、値と部分勾配を計算するためのオラクルは、考慮されるクラスのO(1)O(1)O(1)時間を必要とすると仮定します凸最適化問題)。 ただし、O(⋅)O(⋅)O(\cdot)式が何らかの方法で関数fifif_i依存しているかどうか、たとえばヘッシアンに依存しているかどうかは、まったくわかりません。この場合、関数の曲率特性により、複雑さは指数関数的に増大する可能性があります。さらに、「楕円体法は実際にはうまく機能しない」と不思議に主張されています。私の質問への回答が肯定的であるか否定的であるかは、インターネットでコンセンサスがないようです。たとえば、MathOverflow に関するこの議論を参照してください。 私は見つけることができる凸最適化に関するすべての本を検索しましたが、この確かに問題に依存しているという印象を受けましたが、この推測の明確な確認は見つかりませんでした。だから私の唯一の希望は、この分野で研究をしている人々に直接尋ねることです。O(⋅)O(⋅)O(\cdot) 後で開発された内点法は、自己整合バリアの概念を使用して曲率を明示的に説明しているようです。しかし、人々がこれらの方法が実際には効率的であると言うとき、彼らは通常、複雑さのレベルでこれを指定しません。

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このSDP多面体の実行可能領域はありますか?
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?111 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。111 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?

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合理ポリトープ内の点生成
分離オラクルによって定義される有理多面体を考えます。つまり、はとして暗黙的に記述できますが、は非常に大きい場合、オラクルを使用します。これは、点が与えられると、と言うか、ような半空間を返します。P P = { X ∈ R K:AはX ≤ B 、A ∈ ZのM × K、B ∈ ZのM } M のx ∈ R K X ∈ P X ∉ SPPPPPPP= { X ∈ Rk:Ax≤b,A∈Zm×k,b∈Zm}P={x∈Rk:Ax≤b,A∈Zm×k,b∈Zm}P = \{x \in R^k: Ax \leq b, A \in Z^{m \times k}, b \in Z^m \}mmmx∈Rkx∈Rkx \in …

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凸性と効率的なアルゴリズム。
[2011年7月21日編集:他の例を求めるために質問を編集しました] この質問は、ヒューリスティックな観察の文書化された議論またはより多くの例を求めています。 効率的なアルゴリズムを認めるいくつかの数学的問題は、本質的に凸状であるように見えます。私は線形および半定プログラムと、これらに帰着するさまざまな組み合わせ問題を考えています。 まず、凸型/接続型の場合の効率的なアルゴリズムを認める他の問題のファミリーはありますか?(論理理論の決定手順の例に特に感謝します)次に、「多くの効率的なアルゴリズムの下に潜むことは凸構造である」などの意見を論じている記事または記事のセクションへのポインターをいただければ幸いです。 [編集、2011年7月21日:以下を追加。] いくつかの説明を追加したいと思います。以前に含めなかったのは残念です。私は論理的な決定問題に興味があります。いくつかの論理的な問題の接続部分について、効率的な決定手順が存在するように思えます。2つの例を示します。 量指定子のない1次理論の効率的なソルバー(等価のSMTソルバー、解釈されていない関数との同等性、差分演算など)は、通常、論理積フラグメントの効率的なソルバーを備えており、さまざまな手法を使用して分離と否定に対処します。プログラムの静的分析では、一般的に使用される(そして効率的な)抽象化は、整数間隔、アフィン等式、八角形、または多面体に基づいています。述語ベースの抽象化とプログラム検証には、デカルト抽象化と呼ばれるものがあります。これは、任意のブールの組み合わせではなく、述語の結合を直感的に持つことです。これらのすべてのケースは、問題の接続部分を利用して効率を上げることについてであるように私には見えます。 線形の実数演算の1次理論の接続部分は、凸多面体を表現できます。これが私が最初に凸型プログラミングについて尋ねた理由です。 (理論的または実用的な意味で)効率的な解決策が凸または連言の副問題に基づいている他の問題や例について知りたいです。別の一般的な条件がある場合(Sureshはサブモジュール性について言及しています)、その条件と、その条件を悪用するソリューションの問題について言及してください。
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