1
CSE203B Convex Optimization: Chapter 4: Problem Statement
CK Cheng
- Dept. of Computer Science and Engineering
Chapter 4: Problem Statement CK Cheng Dept. of Computer Science and - - PowerPoint PPT Presentation
CSE203B Convex Optimization: Chapter 4: Problem Statement CK Cheng Dept. of Computer Science and Engineering University of California, San Diego 1 Convex Optimization Formulation 1. Introduction I. Eliminating equality constants II. Slack
1
2
3
0(๐ฆ)
๐ ๐ฆ โค 0 ๐ = 1, โฆ , ๐
๐
0 ๐
0: ๐๐ โ ๐
๐๐ ๐ ๐: ๐๐ โ ๐
0, ๐ ๐, โฆ , ๐ ๐ ๐๐ ๐ ๐๐๐๐ค๐๐ฆ
๐ โฉ๐=0,๐ ๐ธโ๐ Domain of functions, but not the
4
0(๐ฆ)
๐ ๐ฆ โค 0 ๐ = 1, โฆ , ๐
0(๐บ๐จ + ๐ฆ0)
๐ ๐บ๐จ + ๐ฆ0 โค 0
5
0 ๐ฆ โ ๐ข โค 0
๐ ๐ฆ โค 0, ๐ = 1, โฆ , ๐
0(๐ฆ)
๐ ๐ฆ + ๐ก๐ = 0
0(๐ฆ)
๐ ๐ฆ โค 0, ๐ = 1, โฆ , ๐
6
๐(๐ฆ) โค ๐
๐ ๐ฆ โค ๐ ๐๐๐
๐ ๐ฆ โค ๐
1, ๐ 2, โฆ , ๐ ๐}
1 ๐ฝ log ( ๐๐ฝ๐
1 + ๐๐ฝ๐ 1 + โฏ + ๐๐ฝ๐ ๐)
7
0 ๐จ โฅ ๐
8
0 ๐ง
0 เดค
0( 1 โ ๐
0 ๐๐ก ๐๐๐๐ค๐๐ฆ
9
0 ๐ฆ ๐ ๐ง โ ๐ฆ โฅ 0, for a given ๐ฆ โFeasible Set
0 ๐ฆ โ ๐ฟโ)
0 ๐ง โฅ ๐ 0 ๐ฆ + ๐ผ๐ 0 ๐ฆ ๐(๐ง โ ๐ฆ).
๐ ๐ฆ
0 ๐ง โฅ ๐ 0 ๐ฆ , โ๐ง in feasible set, which implies that ๐ฆ
๐ ๐ฆ
10
0 ๐ฆ , ๐ฆ โ ๐๐, where ๐ 0 is convex,
0 ๐ฆ = 0.
0 ๐ฆ = 0 โ Optimality)
0 ๐ง โฅ ๐ 0 ๐ฆ + ๐ผ๐ 0 ๐ฆ ๐ ๐ง โ ๐ฆ , โ๐ฆ, ๐ง โ ๐๐ (first order
0 ๐ง โฅ ๐ 0 ๐ฆ .
0 ๐ฆ = 0 โ Optimality) By contradiction
11
0 ๐ฆ
0 ๐ฆ ๐๐ฃ โฅ 0, โ{๐ฃ|๐ต๐ฃ โค 0} โก ๐ฟ
๐
0( าง
12
0 ๐ฆ
โ = ๐ต๐๐ค ๐ค โฅ 0
โ = โ๐ต๐๐ค ๐ค โฅ 0 = ๐ต๐๐ค ๐ค โค 0
โ โช ๐ฟ2 โ = {๐ต๐๐ค|๐ค โ ๐๐}
13
๐ฆ ๐ ๐ฆ = ๐ฆ1 2 + ๐ฆ2 2
โ, ๐ฆ2 โ = ( 6 5 , 3 5)
โ
โ = 12 5 6 5
12 5 6 5
6 5 = 0
14
15
1 2 ๐ฆ1
2, ๐๐ข = ๐ฆ โ ๐+ 2 ๐ฆ1๐ฆ2 โฅ ๐ข}
๐๐๐ฆ+๐ ๐๐๐ฆ+๐ for ๐๐๐ฆ + ๐ > 0
16
๐(๐ฆ) (๐ ๐(๐ฆ) is quasiconvex, ๐ ๐โฒ๐ก are convex.)
๐ ๐ฆ โค 0, ๐ = 1, โฆ , ๐
0 ๐ฆ ) may not be globally opt.
0 ๐ฆ โค ๐ข โ ฮฆt ๐ฆ โค 0
๐ ๐ฆ โค 0
๐ ๐ฆ ๐ ๐ฆ โค ๐ข โ ๐ ๐ฆ โ ๐ข๐ ๐ฆ โค 0 (p is convex & q is
17
18
19
๐(๐ฆ) = ๐๐๐ฆ+๐ ๐๐๐ฆ+๐ , ๐๐๐ ๐ ๐ = ๐ฆ ๐๐๐ฆ + ๐ > 0}
๐ฆ ๐๐๐ฆ+๐ ,
1 ๐๐๐ฆ+๐
20
1 2 ๐ฆ๐๐๐ฆ + ๐๐๐ฆ + ๐
๐, ๐ป โ ๐๐ร๐, ๐ต โ ๐๐ร๐
1 2 ๐ฆ๐๐ ๐๐ฆ + ๐๐ ๐๐ฆ + ๐ ๐
1 2 ๐ฆ๐๐๐๐ฆ + ๐๐ ๐๐ฆ + ๐ ๐ โค 0, ๐ = 1, โฆ , ๐
๐, ๐ = 0,1, โฆ , ๐
21
2 โค ๐๐ ๐๐ฆ + ๐๐, ๐ = 1, โฆ , ๐
2 โค ๐ข, ๐ง โ ๐๐}
2
22
2 โค ๐๐ ๐๐ฆ + ๐๐, ๐ = 1, โฆ , ๐
2 โค 2๐ฆ1 + 1, feasible region
23
2 โค ๐๐ ๐๐ฆ + ๐๐, ๐ = 1, โฆ , ๐
2 โค ๐ข, ๐ง โ ๐๐}
2 โค ๐๐๐ฆ + ๐
24
๐=1 ๐
๐1๐๐ฆ2 ๐2๐ โฆ ๐ฆ๐ ๐๐๐ ,
๐
๐ ๐ฆ
๐ ๐ฆ โค 1, ๐ = 1, โฆ , ๐
๐s are posynomials
25
๐1 โฆ ๐๐ ๐๐, ๐ฆ โ ๐++ ๐
๐ฟ
๐1๐ โฆ ๐ฆ๐ ๐๐๐
๐ฟ
๐๐ง+๐๐ , ๐๐ = log ๐๐
๐ฟ0 ๐๐๐๐
๐ ๐ง+๐๐๐)
๐ฟ๐
๐ ๐ง+๐๐๐ โค 0, ๐ = 1, โฆ , ๐
26
๐(๐ฆ)
๐ ๐ฆ โผ๐ฟ๐ 0
1 + โฏ + ๐ฆ๐๐บ ๐ + ๐ป โผ 0
1, โฆ , ๐บ ๐ โ ๐๐, ๐ต โ ๐๐ร๐
27
28