KKT条件(Karush–Kuhn–Tucker conditions)

article/2025/8/20 22:10:05

 

 

在约束最优化问题中,常常利用有条件的拉格朗日乘子法,进而一步步推导KKT条件。

1.最优化条件和下降搜索

给定一个多变量可微函数f(x) ,x^{*}f的局部最小值,这时有\bigtriangledown f(x^{*})=0

如果\bigtriangledown f(x^{'})\neq 0,就存在t^{'}>0使得f(x^{'}-t\bigtriangledown f(x^{'}))<f(x^{'})) ,for 0<t<t^{'}

(对这边做个解释:因为x^{*}是局部最小值,因此其周围的值都是大于它的,就相当于这个位置是一个低谷,当,就说明其梯度\bigtriangledown f(x^{'})\neq 0,说明其梯度可以大于0,可以小于0;这样我们随意假设一种情况当其梯度大于0,这样x^{'}-t\bigtriangledown f(x^{'})<x^{'},显然可得上述等式在0<t<t^{'}成立,当梯度小于0也容易证得其成立)

针对以下问题的梯度下降法(迭代方案):

                                               min_{x\in R^{n}}f(x)

2.条件最佳优化

KKT条件

如果x^{*}是约束优化问题的局部最优解,则存在\lambda\mu,从而满足KKT条件:

这里先介绍一个性质,该性质对于得到KTT是比较有用的性质:

对于任意的非零矩阵A_{m\times n}y以及b\ni R^{m},总存在要么有

要么有

但两者不同时成立!

证明上述性质:

假设1)成立,证明2)是不正确的;利用反正法,但1)成立2)也成立

因此有\exists y\Rightarrow A^{T}y\geqslant 0;b^{T}y< 0.由于1)成立,b=Ax,x>0\Rightarrow b^{T}y=x^{T}A^{T}y\geq 0

这就产生了矛盾,同理可得当2)成立1)不成立!


http://chatgpt.dhexx.cn/article/kBLAoUV4.shtml

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