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La minimización de la norma de Frobenius y complemento de Schur

Hay un famoso problema aquí; sin embargo, esto no es quiero preguntar (sobre proximal del operador).

Supongamos que tengo un problema de optimización fácil:

$$\min_Q \|Q-Q_N\|_F$$

donde $\|\cdot\|_F$ es la norma de Frobenius: $\|X\|_F = (\operatorname{tr}(X^TX))^{\frac{1}{2}}$.

Sabemos que podemos considerar el siguiente:

$$\mathcal{A}(Q,t) = \begin{bmatrix}I & Q-Q_N\\ (Q-Q_N)^T & tI \end{bmatrix}\succeq 0$$

Por Schur complementar tenemos los siguientes $$tI-(Q-Q_N)^T(Q-Q_N)\succeq 0$$

Si $Q\in \mathbb{R}$, lo anterior se convierte en $$t-\|Q-Q_N\|^2\geq 0 \Rightarrow t\geq \|Q-Q_N\|^2 \geq 0$$ de Modo que el problema original es equivalente a \begin{align} &\min_{t,Q} & &t \\ & s.t. & & \|Q-Q_N\|^2 \geq 0 \end{align} o
\begin{align} &\min_{t,Q} & &t \\ & s.t. & & \mathcal{A}(t,Q)\succeq 0 \end{align} La segunda formulación es un SDP

Mi pregunta es: si $Q\in \mathbb{R}^{n\times n}$ cómo obtener el anterior problema de optimización convexa (minimizar$t$) $\|\cdot\|^2$ reemplazado por $\|\cdot\|_F^2$

Es allí cualquier método excepto la vectorización de las matrices?

8voto

domdetre Puntos 91

Están preguntando por el problema

$$\text{minimize trace(X) subj. to . } \begin{bmatrix}I & Q-Q_N\\ (Q-Q_N)^T & X \end{bmatrix}\succeq 0$$

lo que minimiza la norma de Frobenius de $Q-Q_N$?

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