5.凸优化
数值优化算法面临两个方面的问题:局部极值,鞍点。前者是梯度为0的点,也是极值点,但不是全局极小值;后者连局部极值都不是,在鞍点处Hessian矩阵不定,即既非正定,也非负定。
凸优化通过对目标函数,优化变量的可行域进行限定,可以保证不会遇到上面两个问题。凸优化是一类特殊的优化问题,它要求:
优化变量的可行域是一个凸集
目标函数是一个凸函数
凸优化最好的一个性质是:所有局部最优解一定是全局最优解。机器学习中典型的凸优化问题有:
线性回归
岭回归
LASSO回归
logistic回归
支持向量机
Softamx回归
6.拉格朗日对偶
对偶是最优化方法里的一种方法,它将一个最优化问题转换成另外一个问题,二者是等价的。拉格朗日对偶是其中的典型例子。对于如下带等式约束和不等式约束的优化问题:
与拉格朗日乘数法类似,构造广义拉格朗日函数:
必须满足