数据挖掘day10-CS229-Convex Optimization Overview

本笔记探讨斯坦福CS229课程中的凸优化概念,包括凸集、凸函数的基本定义及其一阶、二阶条件。涵盖欧几里德空间、向量空间、范数、海森矩阵等关键数学概念。

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斯坦福课程CS229的补充材料Convex Optimization Overview。我感觉从今天起,学习笔记会变成我的单词本(⊙﹏⊙)b,不知如此,很多相关概念、符号,大学期间也是没有学过的,这篇笔记都会记录。
首先当然是找到中文材料,补充理解 CS229项目翻译知乎上的读书笔记
(未完待填坑)

欧几里德空间向量空间范数赋范向量空间凸集仿射变换海森矩阵

2、凸集

2.1、直接给出凸集的定义


其实应该先了解仿射,如果通过集合 C ∈ R n C \in \mathbb {R^n} CRn中任意两个不同点的直线仍然在集合 C C C 中,那么集合是仿射的。常见的仿射集合,比如说一条直线。在直线上任意取两点,通过这两点的直线还是在这条直线上。又比如说一个平面,在平面上任意找两个点,通过这两个点所确定的直线,仍然在这个平面上。
在这里插入图片描述
那么上面的式子,写成 y = θ x 1 + ( 1 − θ ) x 2 y = \theta x_1+ ( 1 - \theta)x_2 y=θx1+(1θ)x2 ,或者 y = θ ( x 1 − x 2 ) + x 2 y = \theta ( x_1-x_2)+x_2 y=θ(x1x2)+x2
x 1 , x 2 x_1,x_2 x1,x2是点,在几何上也可以看做向量,那么 y y y就是经过他们的直线, 1 ≤ θ ≤ 1 1 \leq \theta \leq 1 1θ1时,即是过两点的线段(向量)。直观的图像。
在这里插入图片描述

凸集的例子:1、实数向量 ;2、非负象限;3、范数球;4、仿射子空间;5、多面体;6、凸集的交集;7、半正定矩阵

3、凸函数

在这里插入图片描述
直观的描述,函数上的两点连线,那么这两点之间的部分都在这条直线下面。在这里插入图片描述

3.1、凸性的一阶条件

在这里插入图片描述
简单的说,函数上的点的所有切线,都在图像之下。
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3.2、凸性的二阶条件

在这里插入图片描述
简单的说,二阶导数非负。

R \mathbb {R} R S ∘ S^{\circ} S A ⊆ B A \subseteq B AB A ⊂ B A \subset B AB A ∈ B A \in B AB

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