凸優化(一)——概述

〇、說明

最近在學習機器學習方面的算法知識,這里盡量以通俗易懂的方式將其整理一下,一方面以備自己查閱,另一方面如果可以方便他人則更好。

凸優化主要學習《凸優化》(Stephen Boyd等著,王書寧等譯)[1]這本書。學習過程中,對其內容的理解時有困惑,也參考一些其他書籍資料。筆者盡量將這部分知識整理地簡潔明了,成此系列筆記。

如有錯誤疏漏,煩請指出。如要轉載,請聯系筆者,hpfhepf@gmail.com。

一、什么是凸優化

不嚴格的說,凸優化就是在標準優化問題的范疇內,要求目標函數和約束函數是凸函數的一類優化問題。

二、重要性

“凸優化在數學規劃領域具有非常重要的地位。”

“一旦將一個實際問題表述為凸優化問題,大體上意味著相應問題已經得到徹底解決,這是非凸的優化問題所不具有的性質。”

——《<凸優化>譯者序》

凸優化之所以如此重要,是因為:

1、其應用非常廣泛,機器學習中很多優化問題都要通過凸優化來求解;

2、在非凸優化中,凸優化同樣起到重要的作用,很多非凸優化問題,可以轉化為凸優化問題來解決;

3、如上引用所述,凸優化問題可以看作是具有成熟求解方法的問題,而其他優化問題則未必。

三、凸優化知識體系

凸集,定義目標函數和約束函數的定義域。

凸函數,定義優化相關函數的凸性限制。

凸優化,中心內容的標準描述。

凸優化問題求解,核心內容。相關算法,梯度下降法牛頓法內點法等。

對偶問題,將一般優化問題轉化為凸優化問題的有效手段,求解凸優化問題的有效方法。

四、標準優化問題

五、凸優化問題

附錄

A、參考

[1]、《凸優化》,Stephen Boyd等著,王書寧等譯

B、相關目錄

凸優化(一)——概述

凸優化(二)——凸集

凸優化(三)——凸函數

凸優化(四)——問題求解

凸優化(五)——回溯直線搜索

凸優化(六)——最速下降法

凸優化(七)——牛頓法

凸優化(八)——Lagrange對偶問題

C、時間線

2016-02-15 第一次發布

2016-08-07 修改文章名,重新整理完善

最后編輯于
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