对偶非线性规划英文解释翻译、对偶非线性规划的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 dual nonlinear programming
分词翻译:
对偶的英语翻译:
【计】 antithetic
【医】 allelo-
非的英语翻译:
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【计】 negate; NOT; not that
【医】 non-
线的英语翻译:
clue; line; string; stringy; thread; tie; verge; wire
【医】 line; line Of occlusion; linea; lineae; lineae poplitea; mito-; nemato-
soleal line; strand; thread
【经】 line
规划的英语翻译:
mark out; plan; program; programming
【计】 planning
【医】 schema; scheme
【经】 plan; planning; projection; scheme
专业解析
对偶非线性规划 (Dual Nonlinear Programming)
1. 基本概念 (Basic Concept)
对偶非线性规划是数学规划的核心分支,研究原始非线性优化问题与其对偶问题之间的理论关系。原始问题通常描述为最小化目标函数受约束于等式与不等式条件,而对偶问题则通过拉格朗日函数构造,旨在提供原始问题最优值的下界估计。这一理论在经济学、工程优化等领域具有广泛应用,例如资源定价与影子价格分析 。
2. 数学模型 (Mathematical Formulation)
-
原始问题 (Primal Problem):
$$
begin{align}
min_{x}& quad f(x)
text{s.t.} & quad g_i(x) leq 0,i=1,ldots,m
& quad h_j(x) = 0,j=1,ldots,p
end{align}
$$
其中 ( x in mathbb{R}^n ) 为决策变量,( f(x) ) 为目标函数,( g_i(x) ) 和 ( h_j(x) ) 为约束函数。
-
对偶问题 (Dual Problem):
通过拉格朗日函数 ( L(x, lambda,
u) = f(x) + sum_{i=1}^m lambda_i gi(x) + sum{j=1}^p
u_j hj(x) ) 定义,对偶函数为:
$$
d(lambda,
u) = inf{x} L(x, lambda,
u)
$$
对偶问题即最大化 ( d(lambda,
u) ),且需满足 ( lambda geq 0 ) 。
3. 理论与应用价值 (Theoretical and Practical Value)
- 弱对偶性 (Weak Duality):对偶问题的最优值始终不大于原始问题的最优值(即 ( d^ leq p^ )),为算法设计提供收敛性保障。
- 强对偶性 (Strong Duality):在凸问题且满足约束品性(如Slater条件)时,( d^ = p^ ),且对偶间隙为零,支撑了鞍点存在性证明 。
- 应用场景:在电力系统调度中,对偶变量对应节点边际电价;在机器学习中,支持向量机(SVM)的核方法依赖对偶形式求解非线性分类问题 。
4. 求解算法与挑战 (Algorithms and Challenges)
常用方法包括拉格朗日对偶上升法、次梯度法,以及针对凸问题的内点法。非凸问题的对偶间隙可能导致求解困难,需结合启发式策略或凸松弛技术 。
来源:
- Nocedal, J., & Wright, S. J. (2006). Numerical Optimization. Springer.
- Boyd, S., & Vandenberghe, L. (2004). Convex Optimization. Cambridge University Press.
- Bertsekas, D. P. (1999). Nonlinear Programming. Athena Scientific.
网络扩展解释
对偶非线性规划是非线性规划中的一个重要分支,通过构造对偶问题来研究原始优化问题的性质和解的结构。以下是其核心要点:
1.定义
对偶非线性规划指将原始非线性优化问题(如含目标函数和不等式约束的问题)转化为对偶问题,利用对偶性理论分析两者的关系。其核心是通过引入对偶变量(如Lagrange乘子),将约束条件整合到目标函数中,形成对偶优化模型。
2.核心思想
- 对偶转化:通过构造Lagrange函数,将原始问题中的约束条件转化为对偶变量的优化目标。例如,原始问题为:
$$min_x f(x) quad text{s.t.} quad g_i(x) ge 0, h_j(x)=0,$$
对应的Lagrange函数为:
$$L(x, lambda, mu) = f(x) - sum lambda_i g_i(x) - sum mu_j h_j(x),$$
进而通过对偶变量($lambda, mu$)求解对偶问题。
- 对偶性定理:弱对偶定理保证对偶问题的解是原始问题的下界;强对偶定理(在凸性条件下成立)表明两者最优值相等。
3.理论基础
- KKT条件:原始问题的最优解需满足KKT条件(一阶必要性条件),包含梯度为零、互补松弛性等约束。
- Canonical对偶理论:通过构造凸优化形式的对偶问题,简化非线性规划的求解,尤其在非凸问题中通过引入罚函数处理约束。
4.应用领域
- 工业优化:资源分配、生产调度等场景中处理非线性约束。
- 最优控制:如机器人路径规划中的动态约束转化为对偶变量优化。
- 经济与金融:投资组合优化、风险分析等复杂模型的求解。
5.对偶模型的关系
在特定条件下(如凸性、似凸性约束),不同对偶模型(如Lagrange对偶、Fenchel对偶)可能等价。例如,Wolfe对偶和Schechter对偶在凸规划中具有一致性。
对偶非线性规划通过数学变换将复杂问题转化为更易求解的形式,其核心依赖对偶性理论和优化条件。实际应用中需结合问题特性选择对偶模型,并验证凸性等前提条件。更多细节可参考道客巴巴的高权威性文献。
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