拉格朗日乘子法和KKT条件

凸优化简介:

凸集的定义:欧式空间中,对于集合中的任意两点的连线,连线上任意一点都在集合中,我们就说这个集合是凸集。

拉格朗日乘子法和KKT条件

凸函数定义:对于任意属于[0,1]的θ和任意属于凸集的两点x, y,有f( θx + (1-θ)y ) <= θ * f(x) + (1-θ) * f(y),几何上的直观理解就是两点连线上某点的函数值,大于等于两点之间某点的函数值。凸函数的任一局部极小点也是全局极小点。

拉格朗日乘子法和KKT条件

 

半正定矩阵的定义:特征值大于等于0的实对称矩阵。

半正定矩阵的充要条件:行列式(n阶顺序主子式)等于0,行列式的i阶顺序主子式>=0,i从1到n-1

凸函数一阶充要条件:意思是说 f 可微 ,f 是凸函数当且仅当其切线在某点的取值小于函数本身在该点的取值,一阶充要条件的图形如下:

拉格朗日乘子法和KKT条件

凸函数的充要条件:如果f(x)在开凸集S上具有二阶连续偏导数,且f(x)的海塞矩阵(二阶偏导的矩阵)在S上处处半正定,则f(x)为S上的凸函数。

海塞矩阵(简单了解即可,或者直接下面看例子):

拉格朗日乘子法和KKT条件

拉格朗日乘子法和KKT条件

拉格朗日乘子法与KKT条件:

拉格朗日乘子法和KKT条件

后面参考下面博客。(因为****打公式太麻烦了,等以后有空的时候我在详细整理)

https://www.cnblogs.com/liaohuiqiang/p/7805954.html