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拓端tecdat|R語言最優化問題中的共轭函數

原文連結:http://tecdat.cn/?p=18993

原文出處:拓端資料部落公衆号

在回歸模型研究中,我們将讨論優化,而經典工具就是所謂的共轭。給定函數f:Rp→R,其共轭值為函數f ⋆:Rp→R使得

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可視化考慮一個簡單的抛物線函數(在次元1中)f(x)= x ^ 2 / 2,然後f ⋆(2)是線x↦2x與函數f(x)之間的最大距離。

f = function(x) x^2/2
fstar = function(y) max(y*x-vf)
           

我們可以在下圖上看到。

polygon(c(x[idx2],rev(x[idx2])),c(vf[idx2],rev(x0*x[idx2],col=rgb(0,1,0,.3,border=NA)
abline(a=0,b=x0,col="red")
segments(x[i],x0*x[i],x[i],f(x[i]),lwd=3,col="red")
           
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在這種情況下,我們實際上可以計算f⋆,因為

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一階條件是x⋆= y,是以

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實際上,對于ℓp的共轭,我們可以使用以下代碼對其進行可視化

f = function(x) abs(x)^p/p
fstar = function(y) max(y*x-vf)
vi(1.5)
           
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f = function(x) abs(x)^p/p
fstar = function(y) max(y*x-vf)
vi(1, YL=c(0,10))
           
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在那種情況下,如果f(x)= ∣x∣則

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另一種情況是 

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我們可以在下面看到

f = function(x) exp(x)
fstar = function(y) max(y*x-vf)
vi(1,YL=c(-3,3))

           
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