2020-10-08

    科技2025-10-19  15

    最优化方法

    上交 2020春 研究生课程 b站徐志钦

    目标

    1、认识/表达某类问题为凸优化问题 2、变成解决一定规模的问题 3、优化解分析

    内容

    1、凸集,凸函数,优化问题 2、例子以及应用 3、算法 课本《convex optimization》download

    介绍1、数学中表达优化问题 2、最小二乘和线性规划 3、凸优化4、例子5、非线性优化问题6、解决:凸优化

    1、数学中的优化问题

    {(Zi,yi) } i = 1 N \}^N_{i=1} }i=1N

    h(z)= ( ∑ j = 1 M a j σ ( w j z + b j ) ) \displaystyle \left( \sum_{j=1}^M a_j σ(w_jz+b_j)\right) (j=1Majσwjz+bj)

    σ(z)=max(0,z)

    ReLU两层神经网络 目标:希望输出能与采样一致,尽量靠近

    f0(x) = 1 N \frac1N N1 ∑ j = 1 N ( h ( z j ) − y j ) 2 \sum_{j=1}^N{(h(z_j)-y_j)^2} j=1N(h(zj)yj)2

    x = {(aj,wj,bi } j = 1 M \}^M_{j=1} }j=1M

    设n=3M      min f0(x)      R n R^n Rn → \rightarrow R 限制subject to fj(x) ≤ \leq b j b_j bj   j=1,2,……,m

    x : optimization 变量 f0 : 目标函数 fi : contrant function 限制条件 optimal solution    x* : f0 最小,并且x满足限制条件 例子 资产组合:     变量 : 每个资产上的投资额     限制 : 预算 ,max/min, min return 最小回报     目标 : 最低风险 设备尺寸设计:     变量 : 长、宽     限制 : 工艺精度 , 工程时间 , 最大占用面积     目标 : 功耗最小 数据拟合:     h(x) = ax+b     变量 : 参数     限制 : 参数范围 , 先验知识(如:变量的某种范数大于某种数)     目标 : 拟合准确

    2、解优化问题

    一般优化问题:  ①很难解  ②长时间  解的最优性(次优解) 例外:   ①least-square problam. 最小二乘问题   ②线性规划   ③凸优化问题

    2.1、least-square problam

    A ∈ \in R k × n R^{k\times n} Rk×n k : 样本数  n : 特征数 x ∈ \in R k × 1 R^{k\times 1} Rk×1  变量 b ∈ \in R k × 1 R^{k\times 1} Rk×1  观测值 A= ( a 1 , a 2 , … … , a n ) (a_1,a_2,……,a_n) a1,a2,,an

    Processed: 0.009, SQL: 8