
【計】 dual cone
【計】 antithetic
【醫】 allelo-
awl; prick; wimble
【醫】 cone; drill
對偶錐(Dual Cone)是數學優化與凸分析中的核心概念。從漢英詞典角度可定義為:對于給定錐體( K subseteq mathbb{R}^n ),其對偶錐( K^ )是所有滿足内積非負的向量構成的集合,即
$$
K^
這一概念在凸優化理論中用于描述原錐的“互補空間”特性。
對偶錐在拉格朗日對偶、錐規劃(如二階錐規劃、半定規劃)及經濟學均衡模型中起關鍵作用。例如,在優化問題中,對偶錐可用于構造對偶問題的可行域。
對偶錐是凸優化和泛函分析中的重要概念,用于描述錐結構之間的對偶關系。以下從定義、數學表達、幾何意義、性質及示例五個方面進行詳細解釋:
對偶錐(Dual Cone)又稱極錐,是實線性空間中凸錐的對偶集合。具體來說,若 ( X ) 是實線性空間,( C subseteq X ) 為凸錐,則其對偶錐 ( C^ ) 定義為所有滿足以下條件的線性泛函集合: [ C^ = { y in X^* mid langle x, y rangle geq 0, , forall x in C } ] 其中 ( langle x, y rangle ) 表示 ( x ) 與 ( y ) 的内積(或對偶配對)。
更一般地,對于任意錐 ( K subseteq mathbb{R}^n ),其對偶錐的數學表達式為: [ K^* = { y in mathbb{R}^n mid x^T y geq 0, , forall x in K } ] 此定義表明,( y ) 需與原錐 ( K ) 中所有向量的内積非負。
對偶錐中的向量 ( y ) 可視為原錐 ( K ) 的支撐超平面的法向量(見圖示)。即,若 ( y in K^* ),則超平面 ( { x mid x^T y = 0 } ) 在原點處支撐錐 ( K ),且半空間 ( { x mid x^T y geq 0 } ) 包含 ( K )。
對偶錐通過内積非負性刻畫了原錐的結構特性,在優化理論中用于構建對偶問題,并廣泛應用于二階錐規劃、半定規劃等領域。其核心性質(如凸性、閉包、自對偶性)為分析錐的幾何與代數關系提供了工具。更多完整信息可參考及等來源。
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