这是凸(tū)优化_Boyd_王(wáng)书宁译.pdf下载(zǎi),中文版 清华大学 王书宁翻译。提供给(gěi)学习凸优化的同学们交流分享。
凸(tū)优化(huà)_Boyd_王书宁译.pdf从(cóng)理论、应用(yòng)和算(suàn)法三个方面系统地介绍凸优化内容。凸优化在数学规划领域(yù)具有非常重要的地位。从应用(yòng)角(jiǎo)度看(kàn),现(xiàn)有算(suàn)法和常规计算(suàn)能力已足以可靠地求解大规模凸优化问题,一旦将一个(gè)实际问题表(biǎo)述为(wéi)凸优化问题(tí),大体上意味着相应问题已(yǐ)经(jīng)得(dé)到(dào)彻底解决(jué),这(zhè)是非凸(tū)的(de)优(yōu)化问题所不具有的性质。
凸(tū)优化(huà)_Boyd_王书(shū)宁译.pdf是斯坦(tǎn)福大学的 Boyd 和加(jiā)州大学洛杉矶分校(xiào)的 Vandenberghe 合著的(de)《Convex Optimization》是(shì)凸优化(huà)领域的经典(diǎn)教材,在世界(jiè)范围内得到(dào)了广泛的应(yīng)用。我们的课程将使用这本教材,介绍凸集、凸函数、上境(jìng)图、凸包、仿射包、相对内点等凸分析(xī)的基本概念及其相(xiàng)关性质;讨论凸性在最优化问题中的基本作用(yòng),介绍最(zuì)优(yōu)解(jiě)集的(de)存在性定(dìng)理、投影定理(lǐ)、凸集分离(lí)定理、支(zhī)撑超平面(miàn)定(dìng)理以及(jí)一般性(xìng)的极小极(jí)大定理和鞍点定理(lǐ);讨论 Farkas 引理(lǐ)、凸多(duō)面体的 Minkowski Weyl 表示定理、Danskin 定理、广义(yì)Fritz John条件以及各种常用约束品(pǐn)性。 给出(chū)凸问题的常用解法并介绍(shào)凸优化的相关应用。
本书(shū)研究优化(huà)问题的一个(gè)重要(yào)分支:凸优化。事实上,最小二(èr)乘以及线性规(guī)划问题都属于凸优化(huà)问题。众所周知(zhī),关(guān)于最小二乘和线(xiàn)性规划(huá)问题的(de)理论相当成熟(shú),它们出现在很多应用领域,均能(néng)很快地进行数值求(qiú)解。本书(shū)的基本观点是,除了(le)这(zhè)两个问(wèn)题(tí)以(yǐ)外,还有很多凸优(yōu)化问题亦(yì)是如此。
尽管凸优化的(de)研究已经(jīng)持续了一个世纪(jì)左右,然(rán)而,最近一些相关的研究成(chéng)果使得(dé)这一问题重新引起人(rén)们(men)的关注。这当中首推对内点法的重(chóng)新认(rèn)识。内点法于 20 世纪 80 年代提出,本是用以求解线性规划问题,但(dàn)是最近人们认识到,它亦(yì)可以被(bèi)应用(yòng)于求解凸优化问(wèn)题。这些新的方法使得我们可以如线性规(guī)划一样有效求解一些特(tè)殊的(de)凸优(yōu)化问题,如(rú)半定(dìng)规划以及二阶锥规划问题(tí)。
第(dì)二个(gè)相关的研究成果(guǒ)是人们发现凸优化(huà)问(wèn)题(tí)(不仅仅(jǐn)是最小二乘和线性规划)在实(shí)践(jiàn)中(zhōng)的应用远远超乎人们的(de)想象。从 20 世纪 90 年代开始,凸优化即被用在自动控(kòng)制(zhì)系统,估计和(hé)信号处理,通信网络,电路设计,数据分析(xī)以及建模、统计和(hé)金融(róng)方(fāng)面。此外,在(zài)组合优化(huà)以及全局(jú)优化方面(miàn),凸优(yōu)化经常被用来估计最优值的界以(yǐ)及给出近似解。我们相(xiàng)信,还有很多其它凸优化的应用领域正在等待着人(rén)们去发现。
发现(xiàn)某个问题是凸优化问题(tí)或能将其描述为凸(tū)优(yōu)化(huà)问题将会大有裨益。最本质的好处就是对此问题可以用内点法或者其他凸优(yōu)化方法进行可靠迅速(sù)的求解。这些求(qiú)解方(fāng)法可靠,足(zú)以嵌入于电脑辅助设计或分析工具,甚至用于(yú)实时响应系统或者自动(dòng)控制系统。此(cǐ)外,将某个问题描述为凸优化问题还具有理论或(huò)概念上的优越(yuè)性。例如,对于相应的对偶问题,经常可以基于原问题给出(chū)有意义的解释,有时(shí)可导向有效的(de)或分布式(shì)的求解方法(fǎ)。
我们(men)认为,凸优化非常重要,任何从事计算数学的人至少需(xū)要对其有一定的了解。在我们看来,凸优化理所当(dāng)然地(dì)是继近(jìn)代(dài)线性代数(如最小(xiǎo)二乘,奇异值)和线性规划之后的又一重要领域。
