多面体内最大的超长方体

计算科学 凸优化 线性规划 非线性规划
2021-12-14 03:56:53

给定一个多面体Axb, 如何找到中心未知的最大超长方体x0和边长2ϵi,哪些沿着适合内部的坐标轴对齐?

通过“最大”,我对定义很灵活。它可能是iϵi或者iϵi,后者是一个线性目标函数。

这个问题在椭球体和超立方体上是众所周知的,但是边长不相等的事实,本身是未知数,似乎使它成为一个棘手的问题。

1个回答

事实证明,这个问题有一个相当优雅的解决方案。

让超长方体定义为lxu而不是使用更繁琐的x0ϵi

对于超长方体位于多面体中,它的每个顶点都必须位于内部,即满足不等式Axb. 请注意,每个顶点都由来自的坐标组成l或者u. 因此,有一个顶点是u对于所有积极的条目Al对于所有否定条目。这可以更简洁地写成

定义Aij+=max(0,Aij)Aij=max(0,Aij)

因此,超立方体约束可以写为 A+uAlb

对于最大体积,可以使用凹函数,几何平均值(ul),作为目标函数。例如,这可以在 CVX 中轻松解决。