《凸优化》——Stephen Boyd与Lieven Vandenberghe合著详解

需积分: 9 0 下载量 57 浏览量 更新于2024-07-29 收藏 4.94MB PDF 举报
"《凸优化》是一本由Stephen Boyd和Lieven Vandenberghe合著的专业书籍,详细介绍了凸优化在优化理论中的应用和重要性。这本书由剑桥大学出版社出版,旨在提供关于凸优化的深入理解和实践指导。" 《凸优化》是优化领域的经典著作,作者包括斯坦福大学电气工程系的Stephen Boyd和加州大学洛杉矶分校电气工程系的Lieven Vandenberghe,他们都是该领域的权威专家。这本书涵盖了从基础概念到高级技术的广泛内容,适合于研究生、研究人员和工程师学习。 凸优化是优化理论的一个重要分支,主要研究那些在多维空间中具有凸性质的函数的最小化问题。相比非凸优化,凸优化问题通常更容易求解,因为它们保证了全局最优解的存在性和唯一性,避免了局部极小值的困扰。在信号处理、机器学习、经济学、控制理论等领域有广泛应用。 书中详细阐述了以下关键知识点: 1. **凸集与凸函数**:定义了凸集和凸函数的基本概念,包括线性组合、半正定矩阵和锥等重要工具。 2. **凸优化问题的形式化**:如何将实际问题转化为数学模型,包括凸约束、线性规划、二次规划等基本形式。 3. **优化算法**:介绍了一系列求解凸优化问题的算法,如梯度下降法、拟牛顿法、内点法等,以及它们的收敛性分析。 4. **对偶理论**:详细探讨了凸优化问题的对偶问题,包括强对偶性和Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 条件,这些都是解决复杂优化问题的关键。 5. **广义对偶和锥优化**:扩展了对偶理论,引入了线性锥和二次锥优化,以及如何利用这些理论解决更广泛的优化问题。 6. **应用实例**:通过具体的工程和科学问题,展示了凸优化的实际应用,包括信号处理中的稀疏恢复、机器学习中的支持向量机和统计学习等。 7. **软件工具**:书中提及了如CVX这样的优化软件包,帮助读者将理论应用于实践。 这本书的印刷和修订经过多次,确保了内容的准确性和时效性。同时,它使用了LaTeX排版,保证了公式和图表的清晰度。通过阅读《凸优化》,读者不仅可以深入理解凸优化的基本原理,还能掌握解决实际问题的技能,对于进一步研究或工作在相关领域的专业人士来说,是一本不可或缺的参考书。