Optimalizálási eljárások
VIZSGA, 2011 Tavasz
Akik ezt a részt olvassák valószínűleg már teljesítették a
kurzus gyakorlati részét és (amennyiben vállalkoztak rá)
jegyzetelésüket is beadták.
A vizsga maximális teljesítése 30 illetve 50 pontra lesz skálázva
aszerint, hogy a hallgató vállalt-e jegyzetelést vagy nem.
A vizsganapjaim az ETR-en elérhetők.
Amennyiben egyéb teendőim megengedik (például
nincs záróvizsga) a vizsga előtti szerda 11-től
a szobámban elérhető leszek konzultációra.
Tematika
Optimalizálás alapfeladat és
speciális típusok:
lineáris programozás,
szemidefiniti programozás,
konvex programozás.
Ekvivalens átalakítások.
Példák: Folyam feladat, alfa(G),
gráfok optimális szétvágása.
Lagrange-duális. Gyenge duálitás tétel.
Erős dualitás: Slater-feltétel, Slater-tétel,
Karush-Kuhn-Tucker-feltétel,
Karush-Kuhn-Tucker-tétel.
LP dualitás (kimondás BSc-ből), példa: folyam feladat.
Totálisan unimoduláris mátrixok.
Totálisan duális egész értékű
problémák.
Edmonds-féle politóptétel
(párosítási politóp leírása
lineáris egyenlőtlenségekkel).
Cunningham-Marsh-tétel.
Gomory-Hu-fák, Gomory-Hu-algoritmus.
Minimális kapacitású paratlan vágások problémája.
Szeparációs orákulum az Edmonds-politópra.
Ellipszoidok Rn-ben:
definíció, félgömb
minimális térfogatú forgás szimmetrikus ellipszoidba
foglalása.
Ellipszoid módszer (Khachian-algoritmus).
Az ellipszoid módszer elméleti követkeményei.
Gradiens módszer és analízise.
Newton-módszer.
Newton-módszer lineáris egyenlőség
feltételek melletti optimalizálásra.
Gátfüggvény (barrier) módszer: logaritmikus gátfüggvény.
Szemidefinit gyenge dualitás tétel.
Szemidefinit erős dualitás tétel (kimondás).
alfa(G) és
khi (G)
sajátértékes becslése (Hoffman-tétel).
Ezen becslések szemidefinit programozási megfogalmazása.
Lovász-féle téta függvény.
Gráfok ortogonális reprezentációja.
Shannon-féle téta függvény.
Approximációs algoritmusok:
optimalis szétvágás.
3-kromatikus gráfok színezése.
Minta kérdések a vizsgára
A vizsgán az alábbi típusú kérdésekből szerepel három.
-
-
Milyen függvények esetén (ÉT, ÉK?) beszélhetünk szubmoduláris,
szemimoduláris tualjdonságról?
-
Definiálja is ezeket a tulajdonságokat.
-
Van-e köztük kapcsolat? Ha igen, bizonyítsa be.
-
Igazolja, hogy ha egy élsúlyozott gráfban egy x és y csúcsot
elválasztó minimális súlyú vágás egyik oldaláról
veszünk két csúcsot, akkor hozzájuk van olyan
minimalis súlyú szeparáló vágás, amely
nem keresztezi a kiindulót.
-
-
Definiálja az optimalizálás alapfeladatát.
-
Definiálja a Lagrange-duálist.
-
Mondja ki és bizonyítsa be a gyenge dualitást.
-
Írja le a Karush-Kuhn-Tucker-feltételeket.
igazolja, hogy primál és duál optimális
megoldáspár teljesíti ezeket (differenciálható függvényekkel
dolgozva).
-
-
Definiálja gráfok
alfa(G) és
khi (G)
paramétereit.
-
Mondja ki a rájuk vonatkozó sajátértékes becsléseket.
-
Az egyiket bizonyítsa be.
-
A másikat fogalmazza meg szemidefinit programozási feladatként.
-
-
Definiálja a párosítási politópot.
-
Írja le ezt a politópot mint
lineáris feltételrendszerrel
definiált halmaz.
-
Mondja ki a Cunnigham-Marsh-tételt.
-
Miért következik ebből az Edmond-féle politóptétel?
A következtetést mozgató állítást/tételt igazolja.
-
-
Definiálja az ellipszoid fogalmát. Hogyan számítható ki
a térfogata?
-
Számolja ki a félgömböt magába
fogalaló legkisebb térfogatú ellipszoidot leíró
képletet.
-
Milyen feladat megoldására alkalmazhatuk az ellipszoid módszer?
-
Vázolja hogyan működik az ellipszoid módszer.