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顺着知识,继续探索

优化与运筹学

围绕目标与凸性、算法与约束、离散决策与多目标理解概念与联系。先建立知识结构,视频讲解按审核情况逐步补充。

前置知识与跨科联系

  • 梯度

    欧氏坐标中偏导数组成描述方向变化的梯度向量。

    视频讲解待补充

目标与凸性

  • 最优化

    导数帮助寻找极值候选点,还须检查端点、定义域限制以及局部极值与全局极值的区别。

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  • 凸集

    凸集任意两点之间的整条线段仍在该集合内。

    视频讲解待补充
  • 凸函数

    凸函数在两点间的函数值不超过相应弦的高度。

    视频讲解待补充
  • 凸优化

    在凸可行集上最小化凸函数时,局部极小值也是全局极小值。

    视频讲解待补充

算法与约束

  • 梯度下降

    梯度下降沿梯度反方向迭代,收敛依赖步长及函数光滑性等条件。

    视频讲解待补充
  • 牛顿优化法

    牛顿优化法利用梯度和黑塞矩阵构造局部二次步,常需全局化保护。

    视频讲解待补充
  • 线性规划模型

    在线性不等式约束下优化线性目标,是资源配置类问题的主力模型。

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  • 单纯形法

    沿可行多面体的顶点逐步移动,每步改进目标,直到没有可改进的边。

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  • 非线性规划与 KKT 条件

    光滑非线性模型的最优性要求驻点、原始与对偶可行以及互补松弛。

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  • 对偶理论与影子价格

    每个线性规划都有对偶;紧约束的对偶值就是放宽一个单位带来的边际价值。

    1 条审核资源

离散决策与多目标

  • 整数规划

    要求部分变量取整数或 0/1,用来表达是否选择、计数与排序决策。

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  • 分支定界

    先解线性松弛,再对分数变量分支,并剪掉界值无法超过当前解的节点。

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  • 动态规划递推

    把序贯决策分阶段,缓存子问题值使每个只计算一次。

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  • 网络流模型

    在容量约束下最大化流量,最小割定理把瓶颈论述变成可算的上界。

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  • 多目标优化与帕累托前沿

    在相互冲突的目标间权衡,帕累托前沿上的解无法在不损害其他目标的情况下改进某个目标。

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课程范围参考