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una conjetura sobre las normas y funciones convexas sobre Politopos

Supongamos que uno tiene un convexo, delimitada polytope P $\subset R^n$ y estrictamente convexa de la función $f$ definido en todas partes en $R^n$. $f$ tiene un único mínimo; y supongamos que este mínimo se produce en algún lugar estrictamente fuera de P, en un punto x $\in R^n$.

Vamos a definir dos puntos en el límite de P, que son en general diferentes.

El primer punto, N, es la proyección de x en P, es decir que N es un punto P del límite que minimiza la distancia (en cualquier norma, pero decir $l_2$) a x.

El segundo punto, M, es el punto P del límite que minimiza la función de $f$ cuando se limita a P.

Yo creo que N y M son siempre en la misma faceta de P. ("en una faceta" tengo que incluir el (los de dimensiones inferiores) "bordes" de la faceta.) Mi pregunta es: es esto cierto en general?

Aquí está una ilustración de el siguiente ejemplo concreto. Supongamos que estamos en $R^2$,$f(a,b) = a^2 + 4(b-4)^2$. Supongamos que P está dada por la cuatro de la mitad de los aviones de $a+b \le 7$, $2b-a \le 4$, $a \gt 0$, $b \gt 0$. Esto se parece a:

Aquí una foto de esta situación:

http://imgur.com/tQ6Rp.png

El mínimo de $f$ se produce en x = (0,4). En este caso, vemos que N y M son, de hecho, en la misma faceta de P. esta relación verdadera en general?

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Martin OConnor Puntos 116

Es falso. A ver que introducir la nueva restricción $10b - 7a \leq 17$ a su ejemplo, para crear un nuevo polytope $P'$. Esta restricción corta el punto de $N$ pero mantiene $M$$P'$. Por lo tanto $M$ minimiza $f$$P'$. El punto más cercano a $x$ $M$'s faceta ahora es $(1.5, 2.75)$, que es la intersección de las líneas de $10b-7a=17$$2b-a=4$. Sin embargo, el punto de $(1,2.4)$, que está en la nueva faceta definido por $10b-7a=17$, está más cerca de a $x = (0,4)$ $(1.5, 2.75)$ (a una distancia de $\approx 1.89$ vs $\approx 1.95$).

Por ejemplo, la siguiente imagen muestra la nueva polytope $P'$. El minimizer de $f$$P$$M$, lo que está en azul. El punto de $(1,2.4)$, en negro, está más cerca de a $(0,4)$, en rojo, que es cualquier punto en $M$'s de la faceta.

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