KKT條件總結

2021-09-29 10:16:59 字數 1431 閱讀 6956

問題:(fh

)& \\ & \end\right.

(fh)

x∗為最優解,則存在:

∇ f(

x∗)+

∂h′(

x∗)∂

xv∗=

0\nabla f\left(x^\right)+\frac\left(x^\right)} v^=0

∇f(x∗)

+∂x∂

h′(x

∗)​v

∗=0h(x

∗)=0

h\left(x^\right)=0

h(x∗)=

0注:1.f在該點上的梯度=h在該點上梯度的線性組合。幾何意義:f在該點上的梯度與h在該點上梯度的線性組合共線。

2.拉格朗日乘子的意義:拉格朗日乘子表示f對各約束分量擾動的敏感程度

問題:(fg

h)

& \\ & \\ {} & \end\right.

(fgh)⎩

⎨⎧​mins,

t​f(

x)g(

x)≤0

h(x)

=0​kkt條件(必要條件):如果x∗x^

x∗為最優解,則存在:

∇ f(

x∗)+

∂g(x

∗)∂x

u+∂h

(x∗)

∂xv=

0\nabla f\left(x^\right)+\frac\right)} u+\frac\right)} v=0

∇f(x∗)

+∂x∂

g(x∗

)​u+

∂x∂h

(x∗)

​v=0

u ⩾0

,u∈r

m,v∈

rl

u \geqslant 0, u \in \mathbf^, \quad v \in \mathbf^

u⩾0,u∈

rm,v

∈rlutg

(x∗)

=0

u^} g\left(x^\right)=0

utg(x∗

)=0對於凸優化來說,kkt條件為充分必要條件,而對於非凸優化來說,kkt條件為必要條件

注:1.幾何意義:f在該最優點上的負梯度為g,h在該點上梯度的線性組合。

2. 在該最優點上,不等式約束函式g(x)的梯度方向必須與f的梯度方向在g(x)=0的不同側(否則該點就不是最優點),即g(x)的梯度方向與f的負梯度方向在g(x)=0的同一側,因此式中有u>=0。對於等式約束來說g的梯度方向可以在g(x)=0的任意一側,只要保證f的梯度和g的梯度的線性組合共線就行,因此對v的正負性沒有要求。

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