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Q6

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𝟏≤𝒙≤π’–βŸΉ{
𝒙−𝒖≤ 𝟎
𝟏−𝒙 ≤ 𝟎
𝐿 (𝒙, 𝝀1 , 𝝀2 ) = 𝑓0 (𝒙) + 𝝀𝑇1 (𝒙 − 𝒖) + 𝝀𝑇2 (𝟏 − 𝒙)
𝐾𝐾𝑇 (1): ∇𝐱 𝐿 (𝒙∗ , 𝝀∗1 , 𝝀∗2 ) = ∇ 𝐱 𝑓0 (𝒙∗ ) + (𝝀∗1 + 𝝀∗2 ) = 𝟎
𝐾𝐾𝑇 (2): 𝝀1∗ ≥ 𝟎 , 𝝀∗2 ≥ 𝟎
𝑖𝑓 𝝀∗1 = 𝟎 ⇒ 𝒙 ≠ 𝒖
𝝀𝑇 (𝒙 − 𝒖) = 𝟎
𝑖𝑓 𝒙 = 𝒖 ⇒ 𝝀∗1 ≠ 𝟎
𝐾𝐾𝑇 (3): { 1𝑇
⟹{
𝑖𝑓 𝝀∗2 = 𝟎 ⇒ 𝒙 ≠ 𝟏
𝝀2 (𝟏 − 𝒙) = 𝟎
𝑖𝑓 𝒙 = 𝟏 ⇒ 𝝀∗2 ≠ 𝟎
𝐾𝐾𝑇 (4): 𝒙 ≤ 𝒖 , 𝒙 ≥ 𝟏
𝐿 (𝒙, πœ† 1 , πœ† 2 ) =
1 2 1 2
π‘₯ + π‘₯ − π‘₯ 1 π‘₯2 − 2π‘₯ 2 + πœ† 1 (π‘₯1 + π‘₯ 2 − 1) + πœ† 2 (−π‘₯1 + π‘₯ 2 − 1)
2 1 2 2
𝐾𝐾𝑇 (1): (
π‘₯ 1∗ − π‘₯ 2∗ + πœ†∗1 − πœ†∗2
) = (0)
π‘₯ 2∗ − π‘₯ 1∗ + πœ†∗1 + πœ†∗2
0
𝐾𝐾𝑇 (2): πœ†∗1 ≥ 0 , πœ† ∗2 ≥ 0
πœ† ∗ ( π‘₯ ∗ + π‘₯ ∗ − 1) = 0
𝐾𝐾𝑇 (3): { ∗ 1 1 ∗ 2 ∗
πœ† 2 (−π‘₯1 + π‘₯ 2 − 1) = 0
π‘₯∗ + π‘₯∗ − 1 ≤ 0
𝐾𝐾𝑇 (4): { 1 ∗ 2∗
−π‘₯ 1 + π‘₯ 2 − 1 ≤ 0
‫β€ͺⅠ‬‬
‫β€ͺ⅑‬‬
‫β€ͺ⅒‬‬
‫β€ͺⅣ‬‬
‫β€ͺπœ†1 = 0‬‬
‫β€ͺπœ†1 ≠ 0‬‬
‫β€ͺπœ†1 = 0‬‬
‫β€ͺπœ†1 ≠ 0‬‬
‫β€ͺπœ†2 = 0‬‬
‫β€ͺπœ†2 = 0‬‬
‫β€ͺπœ†2 ≠ 0‬‬
‫β€ͺπœ†2 ≠ 0‬‬
‫β€ͺKKT (3):‬‬
‫β€ͺπœ†∗1 = πœ†∗2 = 0:‬‬
‫β€ͺπ‘₯ 1∗ − π‘₯ 2∗ = 0‬‬
‫∗β€ͺπ‘₯ 1∗ = π‘₯ 2‬‬
‫β€ͺπ‘₯ 2∗ − π‘₯ 1∗ = 0‬‬
‫∗ {‬
‫β€ͺ⇒{ ∗ 1‬‬
‫β€ͺπ‘₯1 + π‘₯ 2∗ ≤ 1‬‬
‫≤ β€ͺπ‘₯1‬‬
‫∗ {‬
‫β€ͺ2‬‬
‫∗‬
‫β€ͺ−π‘₯1 + π‘₯2 ≤ 1‬‬
‫{‬
‫β€ͺπœ†∗1 ≠ 0 , πœ†∗2 = 0:‬‬
‫β€ͺπ‘₯ 1∗ − π‘₯ 2∗ + πœ†∗1 = 0‬‬
‫β€ͺ1‬‬
‫∗β€ͺ⟹ 2π‘₯1∗ = 2π‘₯ 2∗ ⇒ π‘₯ 1∗ = π‘₯ 2‬‬
‫β€ͺ{ π‘₯ 2∗ − π‘₯ 1∗ + πœ†∗1 = 0‬‬
‫β€ͺ⇒ π‘₯ 1∗ = π‘₯ 2∗ = ⇒𝑝∗ = −1‬‬
‫β€ͺ2‬‬
‫β€ͺπœ†∗1 ≠ 0 ⟹ (π‘₯ 1∗ + π‘₯ 2∗ − 1) = 0 ⇒ π‘₯ 1∗ + π‘₯ 2∗ = 1‬‬
‫{‬
‫נראה ששאר Χ”Χͺנאים מΧͺΧ§Χ™Χ™ΧžΧ™Χ Χ’Χ‘Χ•Χ¨ Χ”Χ€ΧͺΧ¨Χ•ΧŸ Χ”Χ "לβ€ͺ:‬‬
‫β€ͺ(−π‘₯ 1∗ + π‘₯ 2∗ − 1) = − 1 + 1 − 1 = −1 ≤ 0, πœ†∗1 = π‘₯ 2∗ − π‘₯ 1∗ = 0 ≥ 0 ⇒ πœ†∗1 = 0‬‬
‫β€ͺ2‬‬
‫β€ͺ2‬‬
β€«Χ›ΧœΧ•ΧžΧ¨ Χ§Χ™Χ‘ΧœΧ Χ• Χͺוצאה Χ’Χ‘Χ•Χ¨ Χ”ΧžΧ¦Χ‘ Χ”Χ¨ΧΧ©Χ•ΧŸ Χ©Χ‘Χ• β€ͺ ,πœ†∗1 = πœ†∗2 = 0β€¬ΧœΧ›ΧŸ ΧΧœΧ• ΧžΧ¦Χ‘Χ™Χ זהיםβ€ͺ.‬‬
‫β€ͺπœ†∗1 = 0 , πœ†∗2 ≠ 0:‬‬
‫β€ͺπ‘₯ ∗ − π‘₯ 2∗ − πœ†∗2 = 0‬‬
‫β€ͺ{ ∗1‬‬
‫β€ͺ⟹ π‘₯ 2∗ − π‘₯ 1∗ + πœ†∗2 = 0‬‬
‫β€ͺπ‘₯ 2 − π‘₯ 1∗ + πœ†∗2 = 0‬‬
‫{‬
‫β€ͺ⇒ πœ†∗2 = −1 ≤ 0‬‬
‫∗‬
‫∗‬
‫∗‬
‫∗‬
‫∗‬
‫β€ͺπœ† 2 ≠ 0 ⟹ (−π‘₯ 1 + π‘₯ 2 − 1) = 0 ⇒ π‘₯ 1 = π‘₯ 2 − 1‬‬
‫׀ΧͺΧ¨Χ•ΧŸ Χ–Χ” Χ€Χ‘Χ•Χœ ΧžΧ›Χ™Χ•Χ•ΧŸ Χ©Χͺנאי )β€ͺ KKT(2‬דורש β€ͺπœ†∗2 ≥ 0‬‬
‫β€ͺπœ†∗1 ≠ 0, πœ†∗2 ≠ 0:‬‬
‫β€ͺπ‘₯ 1∗ + π‘₯ 2∗ − 1 = 0‬‬
‫∗β€ͺπ‘₯ 1∗ = 1 − π‘₯2‬‬
‫∗ {‬
‫∗ {⇒‬
‫β€ͺ⇒ π‘₯ 2∗ = 1 ⇒ π‘₯ 1∗ = 0‬‬
‫β€ͺ−π‘₯ 1 + π‘₯ 2∗ − 1 = 0‬‬
‫β€ͺπ‘₯ 1 = π‘₯ 2∗ − 1‬‬
β€«ΧΧš Χ€Χ™ ΧͺΧ¨Χ•ΧŸ Χ–Χ” לא ΧžΧ§Χ™Χ™Χ אΧͺ Χ”Χ“Χ¨Χ™Χ©Χ” Χ© β€ͺπœ†∗2 ≥ 0‬‬
‫β€ͺ−1 + πœ†∗1 − πœ†∗2 = 0‬‬
‫{‬
‫β€ͺ⇒ πœ†∗1 = 0 ≤ 0, πœ†∗2 = −1 ≤ 0‬‬
‫β€ͺ1 + πœ†∗1 + πœ†∗2 = 0‬‬
β€«ΧœΧ›ΧŸ Χ”Χ€Χ™ΧͺΧ¨Χ•ΧŸ Χ”Χ‘Χ•Χ€Χ™ Χ© Χ§Χ™Χ‘ΧœΧ Χ• הוא‬
‫β€ͺ1‬‬
‫β€ͺ2‬‬
‫= ∗β€ͺ𝑝 ∗ = −1 , π‘₯ 1∗ = π‘₯ 2‬‬
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