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数学中的二次规划
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Stack Overflow用户
提问于 2011-03-01 06:20:37
回答 3查看 1.8K关注 0票数 3

我正在研究最大独立集问题(p.22 这里)的二次松弛问题,发现FindMaximum对于我尝试的每一个图都失败了,除非我给出它的最优解作为起点。这些二次规划有10-20个变量,所以我期望它们是可解的。

  1. 有什么办法能让Mathematica解决这样的二次规划吗?
  2. 是否有一些二次规划软件包,很容易调用从数学内?

下面是一个失败FindMaximum的示例,然后是在解决方案中初始化的工作FindMaximum

代码语言:javascript
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setupQuadratic[g_Graph] := (
   Ag = AdjacencyMatrix[g];
   A = IdentityMatrix[Length@VertexList@g] - Ag;
   cons = And @@ Table[0 <= x[v] <= 1, {v, VertexList@g}];
   vars = x /@ VertexList[g];
   indSet = FindIndependentVertexSet@g;
   xOpt = Array[Boole[MemberQ[indSet, #]] &, {Length@VertexList@g}];
   );

g = GraphData[{"Cubic", {10, 11}}];
setupQuadratic[g];
FindMaximum[{vars.A.vars, cons}, vars]
FindMaximum[{vars.A.vars, cons}, Thread[{vars, xOpt}]]

以下是我尝试过的其他图表

代码语言:javascript
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{"DodecahedralGraph", "FruchtGraph", "TruncatedPrismGraph", \
"TruncatedTetrahedralGraph", {"Cubic", {10, 2}}, {"Cubic", {10, 
   3}}, {"Cubic", {10, 4}}, {"Cubic", {10, 6}}, {"Cubic", {10, 
   7}}, {"Cubic", {10, 11}}, {"Cubic", {10, 12}}, {"Cubic", {12, 
   5}}, {"Cubic", {12, 6}}, {"Cubic", {12, 7}}, {"Cubic", {12, 
   9}}, {"Cubic", {12, 10}}}
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回答 3

Stack Overflow用户

发布于 2011-03-01 17:18:55

可能尝试在位于这里的包中显示的方法。见问题8

Daniel Lichtblau研究

票数 2
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Stack Overflow用户

发布于 2011-03-01 12:04:05

看来Maximize会更好地为您服务。下面是修改后的函数版本,它返回两个结果的列表--“手动”结果和Maximize获得的结果

代码语言:javascript
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Clear[findIVSet];
findIVSet[g_Graph] :=
Module[{Ag, A, cons, vars, indSet, indSetFromMaximize, xOpt},
  Ag = AdjacencyMatrix[g];
  A = IdentityMatrix[Length@VertexList@g] - Ag;
  cons = And @@ Table[0 <= x[v] <= 1, {v, VertexList@g}];
  vars = x /@ VertexList[g];
  indSet = FindIndependentVertexSet@g;
  xOpt = Array[Boole[MemberQ[indSet, #]] &, {Length@VertexList@g}];
  {indSet, DeleteCases[vars /. (Last@
    Maximize[{vars.A.vars, cons}, vars,Integers] /. (x[i_] -> 1) :> (x[i] -> i)), 0]}];

以下是研究结果:

代码语言:javascript
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In[32]:= graphs = GraphData /@ {"DodecahedralGraph", "FruchtGraph", 
"TruncatedPrismGraph", "TruncatedTetrahedralGraph", {"Cubic", {10, 2}}, {"Cubic", {10, 
  3}}, {"Cubic", {10, 4}}, {"Cubic", {10, 6}}, {"Cubic", {10, 
  7}}, {"Cubic", {10, 11}}, {"Cubic", {10, 12}}, {"Cubic", {12, 
  5}}, {"Cubic", {12, 6}}, {"Cubic", {12, 7}}, {"Cubic", {12, 
  9}}, {"Cubic", {12, 10}}};


In[33]:= sets = findIVSet /@ graphs

Out[33]= {{{1, 2, 3, 8, 10, 11, 17, 20}, {5, 6, 7, 8, 14, 15, 17, 18}},
{{2, 4, 6, 11, 12}, {2, 4, 6, 11, 12}}, {{2, 7, 10, 12, 16, 18}, {8, 11, 13, 16, 17, 18}}, 
{{1, 4, 7, 12}, {4, 7, 9, 12}}, {{2,3, 8, 9}, {2, 3, 8, 9}}, {{1, 4, 7, 10}, {2, 5, 8, 9}}, 
{{1, 4, 7, 10}, {2, 4, 7, 9}}, {{2, 4, 5, 8}, {3, 6, 7, 9}}, {{2, 5, 8, 9}, {2, 5, 8, 9}}, 
{{1, 3, 7, 10}, {4, 5, 8, 9}}, {{1, 6, 8, 9}, {2, 3, 6, 10}}, {{1, 6, 7, 12}, {4, 5, 9, 10}}, 
{{3, 4, 7, 8, 12}, {3, 4, 7, 8, 12}}, {{1, 5, 8, 9}, {4, 5, 10, 11}}, 
{{1, 5, 6, 9, 10}, {3, 4, 7, 8, 12}}, {{3, 4, 7, 9, 10}, {3, 4, 7, 9, 10}}}

对于“手动”的和来自Maximize的,它们并不总是一样的,但是对于一个独立的集合,有不止一个解决方案。Maximize的结果都是独立集,很容易验证:

代码语言:javascript
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In[34]:= MapThread[IndependentVertexSetQ, {graphs, sets[[All, 2]]}]

Out[34]= {True, True, True, True, True, True, True, True, True, True, True, True, True, 
True, True,True}
票数 1
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Stack Overflow用户

发布于 2011-03-01 12:35:31

海事组织,FindMaximum不能在这里工作的原因是你的功能的狂野性质。我尝试了一个网格,在可变空间中有1,048,576个样本,但是没有一个比零值更高。你的最佳起始值是-20。

代码语言:javascript
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In[10]:= (x[1]^2 + x[2]^2 + x[3]^2 - 2 x[3] x[4] + x[4]^2 - 
  2 x[2] (x[3] + x[4]) + x[5]^2 - 2 x[3] x[6] - 2 x[5] x[6] + 
  x[6]^2 - 2 x[5] x[7] + x[7]^2 - 2 x[6] x[8] - 2 x[7] x[8] + 
  x[8]^2 - 2 x[7] x[9] + x[9]^2 - 2 x[1] (x[2] + x[5] + x[9]) - 
  2 x[4] x[10] - 2 x[8] x[10] - 2 x[9] x[10] + x[10]^2 /. 
 Thread[vars -> #]) & @@@ Tuples[{0.0, 0.333, 0.667, 1.0}, 10] // Max

Out[10]= 0

代码语言:javascript
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In[11]:= (x[1]^2 + x[2]^2 + x[3]^2 - 2 x[3] x[4] + x[4]^2 - 
 2 x[2] (x[3] + x[4]) + x[5]^2 - 2 x[3] x[6] - 2 x[5] x[6] + 
 x[6]^2 - 2 x[5] x[7] + x[7]^2 - 2 x[6] x[8] - 2 x[7] x[8] + 
 x[8]^2 - 2 x[7] x[9] + x[9]^2 - 2 x[1] (x[2] + x[5] + x[9]) - 
 2 x[4] x[10] - 2 x[8] x[10] - 2 x[9] x[10] + x[10]^2 /. 
Thread[vars -> #]) & @@@ {xOpt}

Out[11]= {-20}
票数 0
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原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/5151178

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