优化理论复习——(一)

接下来将从以下几个部分讲解最优化方法。这是一种最基本的数学方法,和概率方面的问题是不同源的,数学方法比较难,但是都是经常会用到的。

基本概念

线性规划

无约束优化方法

约束优化

多目标优化

基本概念

1.什么是最优化?

最优化就是判别在一个问题的众多解决方案中什么样的方案最佳,以及如何找出最佳方案。

2.最优化问题的基本数学模型

min: minimize

s.t. subject to

最小化函数f(x)满足等式约束以及不等式约束

x是决策变量,f(x)是目标函数或价值函数(可以是实值函数,也可以向量值函数)

等式约束函数和不等式约束函数

I不等式指标集

E等式指标集

所以最优化模型的三要素:

  • 决策变量
  • 目标函数
  • 约束函数(必须是实值函数)

可行域 :同时满足等式约束和不等式约束的x的集合是可行域(可行集、约束条件)

若为空集,那么问题就是不可行的,否则可行的。

可行集中的点是可行点。

对于任意的可行点

不等式都成立,那么该可行点是全局最优解

如果小于,那么是严格全局最优解

可行点存在一个邻域使得对属于邻域成立,局部最优解
严格局部最优解。

对于优化问题,最优解 x* 所对应的目标函数值f(x*)为此优化问题的最优值。

最优解集 :全局最优点的集合,记为S。

如果xxx ,那么最优化问题没有最优解。

最优解未必存在,即使存在也未必唯一,但最优解存在时最优值必存在且唯一

其他形式的最优化问题也可以转换为最小化模型,如max模型。

可以进行等价转换(加个负号)

各种形式的数学描述:

the argument of the minimum最小值的论证

优化问题的分类

(1)根据有无约束:

无约束优化 可行集(域)为R

约束优化 可行集(域)是R的子集,且可行域为R

(2)根据所涉及函数的线性与否

线性规划 目标函数、约束函数均是线性的

非线性规划 否则

(3)目标函数的类型

单目标规划 若目标函数是一个多变量实值函数

多目标规划 若目标函数是一个多变量的向量值函数

(4)

(5)所涉及函数的凸性

凸规划 f是凸函数 可行域是凸集

非凸规划 否则

(6)根据可行点的个数分类(决策变量的取值是连续还是离散)

连续优化 可行域中包含无穷多个点,且可行域的点连续变化

离散优化 可行域中有限多个点或可数多个点

里面有些公式后面再补充上去。csdn我不太会编辑公式,后面手写加上吧。

相关推荐
Navigator_Z15 分钟前
LeetCode //C - 1293. Shortest Path in a Grid with Obstacles Elimination
c语言·算法·leetcode
Nil20844 分钟前
leetcode 64最小路径和
算法·leetcode·职场和发展
光影少年1 小时前
AI Agent、自动化与未来工作
人工智能·算法·架构
牧羊人.3331 小时前
计算机视觉基础 第16章|EigenFace,FisherFace,LBPH传统人脸识别算法
人工智能·算法·计算机视觉
Nil2081 小时前
leetcode 72编辑距离
算法·leetcode·职场和发展
神工坊1 小时前
技术分享︱SIMFORGE HSF® 网格加密与热点加速技术实践
算法·hpc·网格·cae·工程仿真·数值引擎·samr
CV@CV2 小时前
世界模型与智能体协同推理逻辑
人工智能·算法·边缘计算·量子计算·具身智能
jiayoushijie-泽宣2 小时前
SHIFT-PathFormer:专家轨迹蒸馏、连续安全优化与超大迷宫实验
算法
UIU1143 小时前
P1003 [NOIP 2011 提高组] 铺地毯
数据结构·c++·算法
爱读书的小胖3 小时前
LeetCode 88. 合并两个有序数组 C 解题分析
c语言·数据结构·算法