Estratto del documento

General Definitions and Theorems

  • Hyper-planes

    LH = { x ∈ ℝn : aTx = b }

    ∀ℝ u, v ∈ H aTu - b = aTv - b

    → We can drop prove [u, w] ∈ H ≡ Hyper Plane is Convex

    ∃z : (1-ρ)u + ρw

    We want to prove : aTz = b

    aTz = (1-ρ)aTu + ρaTw = (1-ρ)b + ρb = b

  • Semi Spaces

    LS = { x ∈ ℝn : aTx ≤ b }

    Ss = { x ∈ ℝn : aTx > b }

    We can drop prove [u, w] ∈ Ss ≡ Semi-Spaces are Convex

    aTz = (1-ρ)aTu + ρaTw ≤ (1-ρ)b + ρb = b

  • Th. "The intersection of convex sets is convex"

    S = ⋂ Si is Convex

    Proof:

    X = X1 ∩ X2 → ∀x1, x2 ∈ X → x1y ∈ X1 ∧ x1y ∈ X2

    But x1, x2 convex

    → [x1, x2] ⊆ X1 → [x1, x2] ⊆ X → X is convex

  • Th. "A convex problem only admits global solution or no solution."

    Proof:

    Reduction ad absurdum :

    ∃ x* GLOBAL SOL. with x* ≠ xˆ and F(x*) < F(xˆ)

    ∃ xˆ LOCAL SOL.

    IF Z = [x*, xˆ]

    ⇒ F(Z) = F((1-ρ)xˆ + ρx*) ≤ (1-ρ)F(xˆ) + ρF(x*) = F(xˆ) + ρ(F(x*) - F(xˆ)) = F(xˆ) - δ

    ⇒ F(Z) ≤ F(xˆ), ∀β ⇒ ∄ N(xˆ, ρ) ⊆ loc. min ⇒ ABSURDUM.

General Definitions and Theorems

  • Hyper-planes
    • L = H = {x ∈ Rn : aTx = b}

    ∀ R u, v, w ∈ H ⟺ aTu = b

    aTv = b

    • We can drop prove [τu, w] ∈ H ⟺ Hyper Plane is Convex

    ∃ z = (1-ρ)u + ρw

    We want to prove: aTz = b

    aTz = (1-ρ)aTu + ρaTw = (1-ρ)b + ρb = b

  • Semi Spaces
    • S+ = {x ∈ Rn: aTx > b}
    • S- = {x ∈ Rn: aTx < b}
    • We can drop prove [τu, w] ⊆ S+ ⟺ Semi-Spaces are Convex

    aTz = (1-ρ)aTu + ρaTw ≤ (1-ρ)b + ρb = b

  • Th. “The intersection of convex sets is convex”
    • S = ⋂ Si is Convex

    Proof:

    Let X = X1 ∩ X2 ⟹ ∀ x1, y ∈ X ⟹ xj ∈ Xi ∀ j ∈ Xi

    But xi, x2 convex

    ⟹ [x1, xj ] ⊆ X2 ⟹ [x1, y ] ⊆ X ⟹ X is convex

  • Th. “A convex problem only admits global solution or no solution”.
  • Proof:

    Reduction ad absurdum: ∃ x* GLOBAL SOL. with x* ≠ x̂ and f(x̂) < f(x)

    ∃ x̂ LOCAL SOL.

    ∃Z = [x̂, x*]

    ∴ f(Z) = f((1-ρ)x̂, ρx*) ≤ (1-ρ)f(x̂) + ρ f(x*) =

    = f(x̂) + ρ (f(x*) - f(x̂))

    = lowering

    ⇒ f(Z) ≤ f(x̂) ∀β ⇒ ∄ (x̂, ρ) ⊆ loc.min ⇒ Absurdum

Taylor Expansion

In R : f(x+s) = f(x) + df(x)s + 12 d2f(x)s2 + O(s3)

In Rn : f(x+s) = f(x) + ∇f(x)s + 12 sT2f(x)s + O(||s||3)

Conditions for Convexity

I Order Condition : [ F convex ⇔ F(y) > F(x) + ∇F(x)(y-x) ]

II Order Condition : [ F convex ⇔ ∇2f(x) > 0 ]

→ non strict when ∇F = 0

Th: "Absence of interval optimum for CONCAVE F."

IF F sol. x* ∃ x* on F(x) lays on the boundary

Proof:

Let’s assume the existence of a solution x*∊S ⇒ F(x*) > F(x), ∀x∊S

⇒ ∃ z ∊ S : F(x*) = F(x)

Let's now consider an internal point z∊Í̊ and N(z,p)⊂S

On the straight line for z and x we can find y∊N(z,p):

z∊[x,y]

⇒ ∃ λ∊[0,y] : z = (1-λ)x + λy

F(z)≥(1-λ)F(x) + λF(y) ≳ (1-λ)F(x*) + λF(x*) = F(x*)

⇒ F(z) > F(x*) ⇒ cannot exist on internal optimum

Constrained Optimization

  • Descent Direction in x

    d is ∼ f {xmax} f(xk+td) < f(x), ∀ t ∈ (0,tkmax]

    Characterization:

    f(xk+td) = f(xk) + t∇f(x)T d + o(t), ∼ f(x+t)−f(x) = t∇f(x)Td+o(t)

    Fast small d if ∇f(x)Td

Anteprima
Vedrai una selezione di 3 pagine su 9
Operations research (Prof.ssa Palagi) - Appunti Pag. 1 Operations research (Prof.ssa Palagi) - Appunti Pag. 2
Anteprima di 3 pagg. su 9.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Operations research (Prof.ssa Palagi) - Appunti Pag. 6
1 su 9
D/illustrazione/soddisfatti o rimborsati
Acquista con carta o PayPal
Scarica i documenti tutte le volte che vuoi
Dettagli
SSD
Scienze matematiche e informatiche MAT/09 Ricerca operativa

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher MatteoMago95 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Operations research e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Roma La Sapienza o del prof Palagi Laura.
Appunti correlati Invia appunti e guadagna

Domande e risposte

Hai bisogno di aiuto?
Chiedi alla community