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凸优化_Boyd_王书宁(níng)译(yì).pdf从理论、应用和算(suàn)法三个方(fāng)面系统地介(jiè)绍凸优化(huà)内容。凸优化在数学(xué)规划领域(yù)具有非常重(chóng)要的地位。从应用角度看,现(xiàn)有算法和常(cháng)规计算能力已足(zú)以(yǐ)可靠地求解大规模凸优化问题,一旦将一个实(shí)际问题表述(shù)为凸优(yōu)化问题,大体上意味着相(xiàng)应问题已经得到彻底解(jiě)决,这是非(fēi)凸的优化问题所不(bú)具有的性质。
凸优(yōu)化_Boyd_王书(shū)宁译.pdf是斯坦福大学的 Boyd 和加(jiā)州大学洛杉矶分校(xiào)的 Vandenberghe 合著的《Convex Optimization》是凸优化领域的经典(diǎn)教材,在世界范(fàn)围(wéi)内(nèi)得到(dào)了广泛的(de)应用。我们的课程将使用这本教材,介(jiè)绍凸集(jí)、凸函数、上境图、凸(tū)包、仿射(shè)包、相对内点等凸(tū)分析的(de)基(jī)本概念及其相关性(xìng)质;讨论凸性在最优化问题中(zhōng)的(de)基本作用,介绍最优(yōu)解集的存(cún)在性定理、投影定理、凸集(jí)分(fèn)离定理、支撑超平(píng)面定理以及一般性的极小极(jí)大定(dìng)理(lǐ)和鞍点定(dìng)理;讨论 Farkas 引理、凸多(duō)面体的 Minkowski Weyl 表示定理(lǐ)、Danskin 定理、广义Fritz John条件以及各(gè)种(zhǒng)常用约束(shù)品(pǐn)性(xìng)。 给出(chū)凸问题(tí)的常用解法并介绍凸优化的相关应用。
本书研究优(yōu)化(huà)问(wèn)题的一个重要分(fèn)支:凸优(yōu)化。事实上,最(zuì)小二乘以及线性(xìng)规划问题都属于凸优化(huà)问题。众(zhòng)所周知,关于(yú)最小二(èr)乘和线性规划问题(tí)的理论相当成熟,它们出现(xiàn)在很多应用领域,均(jun1)能很快地进行数(shù)值(zhí)求解。本书的(de)基本(běn)观(guān)点是,除了这两个问题以外,还有很多凸优化问题亦是如此(cǐ)。
尽管(guǎn)凸(tū)优(yōu)化的研究已(yǐ)经持续了一个世(shì)纪左右,然而,最近(jìn)一些相(xiàng)关(guān)的研究成果使得这一(yī)问题重新引(yǐn)起人们的关注。这当中首推对内点法的重新(xīn)认识。内点法于 20 世纪 80 年代(dài)提出,本是(shì)用(yòng)以求解线性规划问题,但(dàn)是最近人们认(rèn)识到,它(tā)亦可(kě)以被(bèi)应用于求解凸优化问题。这些新的方法使得(dé)我们可以如(rú)线(xiàn)性规划(huá)一样有效求解一些特殊的凸(tū)优化问题(tí),如半定规划以及二阶锥规划问(wèn)题。
第二个相(xiàng)关的研究成果(guǒ)是人们发现凸优化问题(不仅仅是最小二乘和线性(xìng)规(guī)划)在实践(jiàn)中的应(yīng)用远远超(chāo)乎人们的想象(xiàng)。从 20 世纪 90 年代开(kāi)始,凸优化即(jí)被用在自动(dòng)控制系统,估计和信(xìn)号(hào)处理,通信网络,电路设计,数据分(fèn)析以及建(jiàn)模、统(tǒng)计和(hé)金融方面。此外,在组合优化以(yǐ)及全局(jú)优化方(fāng)面,凸优化经常被用来估计(jì)最优值(zhí)的界以及给出近似解。我(wǒ)们相信,还有很多其它凸优化的应用领域正在等(děng)待着(zhe)人们去发现。
发现(xiàn)某个问题是凸优化问题或(huò)能将其描述为(wéi)凸优(yōu)化问(wèn)题将会(huì)大有裨益。最本质的(de)好处(chù)就(jiù)是对此问(wèn)题可以用内(nèi)点法或者其他凸优化方法进行可靠迅速的求解。这些求解方法可靠,足(zú)以嵌入于(yú)电(diàn)脑辅助设计或分(fèn)析工具(jù),甚至(zhì)用于实时响应系统(tǒng)或者自动控制系统。此外,将某个问题(tí)描述为凸优(yōu)化问题还(hái)具(jù)有(yǒu)理论(lùn)或概念上的优越性。例如,对于(yú)相应的对偶问题(tí),经常可以基于原问(wèn)题给(gěi)出(chū)有意义的解释,有时可导向有效的或(huò)分布式的求解方法。
我们(men)认为,凸(tū)优化(huà)非常重要,任何(hé)从事计算数学(xué)的(de)人至少需(xū)要(yào)对其(qí)有一定的了解。在我们看来,凸优化理所当然(rán)地(dì)是继近(jìn)代线性代数(如最小二乘,奇异值(zhí))和线性规(guī)划之后(hòu)的又一(yī)重(chóng)要(yào)领域。
