In mathematical optimization, constrained optimization (in some contexts called constraint optimization) is the process of optimizing an objective function with respect to some variables in the presence of constraints on those variables. The objective function is either a cost function or energy function, which is to be minimized, or a reward function or utility function, which is to be maximized. Constraints can be either hard constraints, which set conditions for the variables that are required to be satisfied, or soft constraints, which have some variable values that are penalized in the objective function if, and based on the extent that, the conditions on the variables are not satisfied.
The constrained-optimization problem (COP) is a significant generalization of the classic constraint-satisfaction problem (CSP) model. COP is a CSP that includes an objective function to be optimized. Many algorithms are used to handle the optimization part.
A general constrained minimization problem may be written as follows:
where and are constraints that are required to be satisfied (these are called hard constraints), and is the objective function that needs to be optimized subject to the constraints.
In some problems, often called constraint optimization problems, the objective function is actually the sum of cost functions, each of which penalizes the extent (if any) to which a soft constraint (a constraint which is preferred but not required to be satisfied) is violated.
Many constrained optimization algorithms can be adapted to the unconstrained case, often via the use of a penalty method. However, search steps taken by the unconstrained method may be unacceptable for the constrained problem, leading to a lack of convergence. This is referred to as the Maratos effect.
For very simple problems, say a function of two variables subject to a single equality constraint, it is most practical to apply the method of substitution. The idea is to substitute the constraint into the objective function to create a composite function that incorporates the effect of the constraint.
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This course introduces students to continuous, nonlinear optimization. We study the theory of optimization with continuous variables (with full proofs), and we analyze and implement important algorith
This course presents the problem of static optimization, with and without (equality and inequality) constraints, both from the theoretical (optimality conditions) and methodological (algorithms) point
En mathématiques, et plus particulièrement en analyse, la méthode des multiplicateurs de Lagrange permet de trouver les points stationnaires (maximum, minimum...) d'une fonction dérivable d'une ou plusieurs variables, sous contraintes. On cherche à trouver l'extremum, un minimum ou un maximum, d'une fonction φ de n variables à valeurs dans les nombres réels, ou encore d'un espace euclidien de dimension n, parmi les points respectant une contrainte, de type ψ(x) = 0 où ψ est une fonction du même ensemble de départ que φ.
La programmation par contraintes (PPC, ou CP pour constraint programming en anglais) est un paradigme de programmation apparu dans les années 1970 et 1980 permettant de résoudre des problèmes combinatoires de grande taille tels que les problèmes de planification et d'ordonnancement. En programmation par contraintes, on sépare la partie modélisation à l'aide de problèmes de satisfaction de contraintes (ou CSP pour Constraint Satisfaction Problem), de la partie résolution dont la particularité réside dans l'utilisation active des contraintes du problème pour réduire la taille de l'espace des solutions à parcourir (on parle de propagation de contraintes).
L'optimisation est une branche des mathématiques cherchant à modéliser, à analyser et à résoudre analytiquement ou numériquement les problèmes qui consistent à minimiser ou maximiser une fonction sur un ensemble. L’optimisation joue un rôle important en recherche opérationnelle (domaine à la frontière entre l'informatique, les mathématiques et l'économie), dans les mathématiques appliquées (fondamentales pour l'industrie et l'ingénierie), en analyse et en analyse numérique, en statistique pour l’estimation du maximum de vraisemblance d’une distribution, pour la recherche de stratégies dans le cadre de la théorie des jeux, ou encore en théorie du contrôle et de la commande.
Couvre l'optimisation avec des contraintes, en se concentrant sur les conditions de Karush-Kuhn-Tucker (KKT).
Explore l'optimisation avec des contraintes en utilisant les conditions KKT et l'algorithme de point intérieur sur deux exemples de programmation quadratique.
Couvre les conditions KKT et l'optimisation convexe, en discutant des qualifications de contraintes et des cônes tangents des ensembles convexes.
This paper develops a fast algorithm for computing the equilibrium assignment with the perturbed utility route choice (PURC) model. Without compromise, this allows the significant advantages of the PURC model to be used in large-scale applications. We form ...
Orthogonal group synchronization is the problem of estimating n elements Z(1),& mldr;,Z(n) from the rxr orthogonal group given some relative measurements R-ij approximate to Z(i)Z(j)(-1). The least-squares formulation is nonconvex. To avoid its local minim ...
We present a combination technique based on mixed differences of both spatial approximations and quadrature formulae for the stochastic variables to solve efficiently a class of optimal control problems (OCPs) constrained by random partial differential equ ...