
【計】 relaxation algorithm
relax; lax; letdown; slack; loosen; unbend; unbrace
【化】 relaxation
【醫】 relax; relaxation; slack
algorithm; arithmetic
【計】 ALG; algorithm; D-algorithm; Roth's D-algorithm
【化】 algorithm
【經】 algorithm
松弛算法(Relaxation Algorithm)是數學優化和計算機科學中的一類疊代方法,核心思想是通過逐步“放松”(調整)約束條件或變量值來逼近問題的最優解。該術語在中文中譯為“松弛”,形象地體現了其逐步放寬限制以探索解空間的過程。
基本概念
松弛算法通過疊代更新變量的值,逐步減少目标函數值與最優解之間的差距。每一步疊代中,算法會“松弛”當前解的某些約束或條件,嘗試在解空間中尋找更優的點。例如,在圖的最短路徑問題中,松弛操作指更新節點間距離估計值,使其更接近實際最短距離。
數學表達
以線性規劃為例,松弛算法可能将整數約束轉換為連續約束,形成更易求解的松弛問題。若原問題為: $$ min c^T x quad text{s.t.} quad Ax leq b,x in {0,1}^n $$ 松弛後可變為: $$ min c^T x quad text{s.t.} quad Ax leq b,0 leq x leq 1 $$ 松弛後的解提供原問題的下界參考。
最短路徑算法(如Dijkstra)
通過反複松弛邊的權重,逐步更新節點距離值直至收斂到最短路徑。松弛操作定義為:
if d[u] + w(u,v) < d[v]:
d[v] = d[u] + w(u,v)# 更新距離估計值
線性規劃松弛
在整數規劃中,忽略整數約束後求解連續問題,所得解可為分支定界法提供邊界值(來源:經典優化教材《Introduction to Algorithms》)。
拉格朗日松弛
将複雜約束移至目标函數中,通過懲罰系數協調可行性與最優性,常用于組合優化問題(來源:MIT優化課程講義)。
英文術語 | 中文翻譯 | 技術含義 |
---|---|---|
Relaxation | 松弛 | 放寬約束或精确條件以簡化問題 |
Iterative Relaxation | 疊代松弛 | 通過多次疊代逐步逼近解 |
Constraint Relaxation | 約束松弛 | 暫時忽略部分約束條件 |
根據斯坦福大學《算法導論》課程,松弛是“通過減少限制條件,将難題轉化為易解子問題的過程”。
英特爾在芯片布線優化中使用拉格朗日松弛算法處理NP-hard問題(來源:IEEE Transactions on Computer-Aided Design)。
《算法導論》(Cormen等著)第24章詳細論述了松弛在最短路徑算法中的理論基礎。
注:因搜索結果未提供直接鍊接,此處引用來源為公認權威教材及學術機構公開課程資料。建議通過學術數據庫(如IEEE Xplore、ACM DL)或出版社官網獲取完整文獻。
松弛算法(Relaxation Algorithm)是一種通過疊代逐步逼近問題解的數值方法,廣泛應用于數學優化、圖論、偏微分方程求解等領域。以下從核心原理、應用場景和典型方法三方面綜合解釋:
基本思想
松弛算法通過反複疊代調整當前解的估計值,使其逐步接近真實解。其步驟通常包括:
松弛的物理意義
類似物理學中的“弛豫”過程,算法通過“放松”約束或變量,使系統從非平衡态逐步趨近平衡态。例如在圖論中,松弛操作通過更新邊權值縮短路徑(如Bellman-Ford算法)。
數學優化
偏微分方程求解
用于橢圓型方程(如泊松方程)的數值解,通過網格點疊代計算相鄰節點平均值逼近解。
類型 | 特點 | 示例 |
---|---|---|
拉格朗日松弛 | 處理硬約束,提供下界估計 | 組合優化問題 |
連續松弛 | 将離散變量連續化 | 線性規劃松弛 |
圖論松弛操作 | 動态更新最短路徑 | Dijkstra、Bellman-Ford算法 |
如需具體領域(如流體力學中的松弛格式)的深入解析,可進一步說明。
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