解决具有“缩放”等式约束的最小化问题

计算科学 优化 约束优化
2021-12-20 00:51:03

给定一个对称的半正定矩阵QRn×n, 一个向量vRn, 一个矩阵ARm×n和一个向量bRm我想解决以下优化问题: minxxTQx  s.t.  Qx=(xTQx)v , Axb

也就是说,我们有一个缩放的等式约束其中这种优化问题有名字吗?有没有可以处理它的求解器?Qx=ava=xTQx

2个回答

将其写为非凸二次约束 st时,约束简化为,即因此,可以求解凸二次规划 st和另一个线性规划可行性问题,您将约束到的零空间(这将导致和最优目标 stminxTQxQx=av,Axb,xTQx=aQx=ava=xTQxa=xTav1=xTva=0minxTQxQx=av,Axb,1=xTvxQa=00min0Qx=0,Axb然后你从这两种解决方案中挑选出最好的。

我想到了以下方法:表示我们可以定义,因此变为并且我们有的约束,因此a=xTQxy=x/aa=xTQxa=1/yTQyQy=v

minxxTQx  s.t.  Qx=(xTQx)v , Axb

现在会变成:

maxyyTQy  s.t.  Qy=v , (AbvT)y0

最后,我们使用的事实,因此我们有不等式约束可以写成1/a=yTQy=vTyAybvTy(AbvT)y0