凸优化:Boyd与Vandenberghe经典指南

下载需积分: 15 | PDF格式 | 5.48MB | 更新于2024-07-18 | 200 浏览量 | 23 下载量 举报
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凸优化(Convex Optimization)是现代优化理论中的一个重要分支,由斯坦福大学电气工程系的Stephen Boyd教授和洛杉矶加州大学电气工程系的Lieven Vandenberghe教授共同研究和发展。本书以其权威性和深度著称,主要探讨的是在数学优化问题中,当目标函数以及约束条件满足特定性质时的求解策略。 凸优化的核心概念是凸函数,它是指在其定义域内对所有线性组合也保持凸性的函数。这意味着对于任何两点x1和x2以及介于两者之间的参数λ,函数f(λx1 + (1-λ)x2)总是位于直线段f(x1)和f(x2)上,这是凸函数的基本特性。无约束凸优化问题的特点是目标函数f(x)本身是一个凸函数,且定义域是凸集,这类问题的求解通常有确定性解法,如梯度下降或最速下降等算法,能够保证找到全局最优解。 约束优化则进一步考虑了不等式约束g_i(x) ≤ 0和等式约束h_j(x) = 0,这些函数也必须是凸函数。这里的g_i(x)表示每个不等式约束,h_j(x)表示每个等式约束,它们都要求是仿射函数,即可以表示为线性函数加上常数项。由于等式约束通常通过拉格朗日乘子法处理,而整个优化问题的定义域仍然是凸集,因此可以通过引入拉格朗日函数来解决这类问题。这种方法使得在满足约束条件下寻找局部最优解成为可能。 本书《凸优化》详细阐述了这些原理,并提供了丰富的实例和应用案例,包括但不限于信号处理、机器学习、经济学、控制理论等领域。作者使用清晰的数学语言和直观的图形解释,使得读者能够深入理解并掌握凸优化方法的精髓。此外,书中还介绍了重要的优化算法和工具,如Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 条件、内点法、分枝与剪枝等,这些都是解决实际问题中不可或缺的技术。 总体来说,《凸优化》是一本既理论深厚又实用的参考书,对于希望在优化理论和实际工程应用中利用凸优化思想的人来说,这本书是必不可少的学习资料。它不仅适合研究生和专业研究人员,也是工业界工程师和技术人员提升优化技术能力的宝贵资源。通过阅读本书,读者可以了解到如何在复杂问题中利用凸性简化分析,并设计出高效、可靠的解决方案。

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