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Mínima suma de los cuadrados en función de las restricciones de los subcomponentes

Hola a todos,

Hace poco me encontré con un problema difícil.

Deseo minimizar en $ \mathbf{x} $ la suma $\min \sum_{i=1..n} (\mathbf{x}^T \mathbf{A}_i \mathbf{x})^2$ dadas las restricciones de las normas de todos $\mathbf{x}$ (digamos tres vectores de 3 por 1) $|\mathbf{x}_1| = 1, |\mathbf{x}_2| = 1, |\mathbf{x}_3| = 1$ . $\mathbf{A}_i$ puede no ser definida positivamente.

Sí, es la expresión cuártica lo que queremos minimizar. No estoy seguro de si alguien ha trabajado en este o similar problema en la comunidad matemática. A veces busco en la literatura pero no sirve de nada. Mi pregunta puede ser similar, pero en realidad mucho más difícil que esto Mínimo cuadrado dada la restricción sobre los subcomponentes

El 4º orden y las restricciones de todos subcomponentes hace que me resulte muy difícil manejarlo.

Cualquier idea para una solución numérica/analítica, es muy apreciada. Gracias por leernos.

p/s: $\mathbf{x} = [\mathbf{x}_1^T , \mathbf{x}_2^T, \mathbf{x}_3^T]^T$ . Por "subcomponentes" me refiero a los subvectores, como se muestra en la ecuación.

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wojo Puntos 1707

En la práctica, depende mucho de $n$ y la dimensión de $x$ . Si el problema es lo suficientemente pequeño, es posible que no tenga problemas graves. Si el problema es grande (p. ej. $x$ puede tener miles de componentes), entonces podría ser muy difícil.

Si el problema es bastante pequeño, entonces podría considerar utilizar un enfoque que explote la estructura polinómica de su problema de optimización. Existen relajaciones convexas de este tipo de problemas de optimización polinómica que proporcionan límites inferiores muy ajustados y, a menudo, el software puede utilizar estos límites inferiores para encontrar una solución óptima global. Véase, por ejemplo, el programa Gloptipoly2:

http://homepages.laas.fr/henrion/software/gloptipoly2/

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