Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > math > arXiv:2504.02832

帮助 | 高级搜索

数学 > 优化与控制

arXiv:2504.02832 (math)
[提交于 2025年3月6日 (v1) ,最后修订 2025年4月16日 (此版本, v2)]

标题: 一种针对无约束优化问题的新型数值方法

标题: A novel numerical method tailored for unconstrained optimization problems

Authors:Lin Li, Pengcheng Xie, Li Zhang
摘要: 无约束优化问题随着人工智能的快速发展,在科学计算和工程应用中变得越来越普遍,人们也越来越关注能更快速、更高效地解决这些问题的数值方法。 此外,迫切需要一种能够最小化各种目标函数(尤其是非光滑目标函数)的有效方法。 因此,本文的重点是提出一种新颖的数值方法,用于解决无论目标函数是否平滑的无约束优化问题。 具体来说,基于变分程序来改进梯度和Hessian矩阵的近似值,建立了一个具有$2n$约束条件的有效二次模型。 此外,为了提高计算效率,还提出了一个具有2个约束条件的简化模型,在该模型中梯度和Hessian矩阵可以显式更新,并且其余$2n-2$约束条件的有界性也得到了推导。 另一方面,总结了这种新颖的数值方法,并分析展示了关于导数信息的近似结果。 测试了涉及平滑、导数爆炸和非平滑问题的数值实验,证明了其可行性和效率。 与现有方法相比,我们提出的方法首次能够有效地解决平滑和非平滑的无约束优化问题,而且代码编写非常容易,这表明我们的方法不仅具有巨大的应用前景,而且对于探索实际复杂的工程和科学问题也非常有意义。
摘要: Unconstrained optimization problems become more common in scientific computing and engineering applications with the rapid development of artificial intelligence, and numerical methods for solving them more quickly and efficiently have been getting more attention and research. Moreover, an efficient method to minimize all kinds of objective functions is urgently needed, especially the nonsmooth objective function. Therefore, in the current paper, we focus on proposing a novel numerical method tailored for unconstrained optimization problems whether the objective function is smooth or not. To be specific, based on the variational procedure to refine the gradient and Hessian matrix approximations, an efficient quadratic model with $2n$ constrained conditions is established. Moreover, to improve the computational efficiency, a simplified model with 2 constrained conditions is also proposed, where the gradient and Hessian matrix can be explicitly updated, and the corresponding boundedness of the remaining $2n-2$ constrained conditions is derived. On the other hand, the novel numerical method is summarized, and approximation results on derivative information are also analyzed and shown. Numerical experiments involving smooth, derivative blasting, and non-smooth problems are tested, demonstrating its feasibility and efficiency. Compared with existing methods, our proposed method can efficiently solve smooth and non-smooth unconstrained optimization problems for the first time, and it is very easy to program the code, indicating that our proposed method not also has great application prospects, but is also very meaningful to explore practical complex engineering and scientific problems.
评论: 22页
主题: 优化与控制 (math.OC) ; 数值分析 (math.NA)
MSC 类: 90C56, 90C30, 65K05, 90C90
引用方式: arXiv:2504.02832 [math.OC]
  (或者 arXiv:2504.02832v2 [math.OC] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.02832
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Pengcheng Xie [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 3 月 6 日 22:29:51 UTC (1,025 KB)
[v2] 星期三, 2025 年 4 月 16 日 15:41:23 UTC (1,026 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
math.NA
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-04
切换浏览方式为:
cs
cs.NA
math
math.OC

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号