
数学代写|凸优化作业代写Convex Optimization代考|MATH4071
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凸优化是数学优化的一个子领域,研究的是凸集上凸函数最小化的问题。许多类凸优化问题都有多项时间算法,而数学优化一般来说是NP困难的。
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数学代写|凸优化作业代写Convex Optimization代考|Convex hull description of polyhedra
The convex hull of the finite set $\left{v_1, \ldots, v_k\right}$ is
$$
\operatorname{conv}\left{v_1, \ldots, v_k\right}=\left{\theta_1 v_1+\cdots+\theta_k v_k \mid \theta \succeq 0, \mathbf{1}^T \theta=1\right}
$$
This set is a polyhedron, and bounded, but (except in special cases, e.g., a simplex) it is not simple to express it in the form (2.5), i.e., by a set of linear equalities and inequalities.
A generalization of this convex hull description is
$$
\left{\theta_1 v_1+\cdots+\theta_k v_k \mid \theta_1+\cdots+\theta_m=1, \theta_i \geq 0, i=1, \ldots, k\right},
$$
where $m \leq k$. Here we consider nonnegative linear combinations of $v_i$, but only the first $m$ coefficients are required to sum to one. Alternatively, we can interpret (2.9) as the convex hull of the points $v_1, \ldots, v_m$, plus the conic hull of the points $v_{m+1}, \ldots, v_k$. The set $(2.9)$ defines a polyhedron, and conversely, every polyhedron can be represented in this form (although we will not show this).
The question of how a polyhedron is represented is subtle, and has very important practical consequences. As a simple example consider the unit ball in the $\ell_{\infty}-$ norm in $\mathbf{R}^n$
$$
C=\left{x|| x_i \mid \leq 1, i=1, \ldots, n\right} .
$$
The set $C$ can be described in the form (2.5) with $2 n$ linear inequalities $\pm e_i^T x \leq 1$, where $e_i$ is the $i$ th unit vector. To describe it in the convex hull form (2.9) requires at least $2^n$ points:
$$
C=\operatorname{conv}\left{v_1, \ldots, v_{2^n}\right},
$$
where $v_1, \ldots, v_{2^n}$ are the $2^n$ vectors all of whose components are 1 or $-1$. Thus the size of the two descriptions differs greatly, for large $n$.
数学代写|凸优化作业代写Convex Optimization代考|Linear-fractional functions
A linear-fractional function is formed by composing the perspective function with an affine function. Suppose $g: \mathbf{R}^n \rightarrow \mathbf{R}^{m+1}$ is affine, i.e.,
$$
g(x)=\left[\begin{array}{c}
A \
c^T
\end{array}\right] x+\left[\begin{array}{l}
b \
d
\end{array}\right]
$$
where $A \in \mathbf{R}^{m \times n}, b \in \mathbf{R}^m, c \in \mathbf{R}^n$, and $d \in \mathbf{R}$. The function $f: \mathbf{R}^n \rightarrow \mathbf{R}^m$ given by $f=P \circ g$, i.e.,
$$
f(x)=(A x+b) /\left(c^T x+d\right), \quad \operatorname{dom} f=\left{x \mid c^T x+d>0\right},
$$
is called a linear-fractional (or projective) function. If $c=0$ and $d>0$, the domain of $f$ is $\mathbf{R}^n$, and $f$ is an affine function. So we can think of affine and linear functions as special cases of linear-fractional functions.
Like the perspective function, linear-fractional functions preserve convexity. If $C$ is convex and lies in the domain of $f$ (i.e., $c^T x+d>0$ for $x \in C$ ), then its image $f(C)$ is convex. This follows immediately from results above: the image of $C$ under the affine mapping (2.12) is convex, and the image of the resulting set under the perspective function $P$, which yields $f(C)$, is convex. Similarly, if $C \subseteq \mathbf{R}^m$ is convex, then the inverse image $f^{-1}(C)$ is convex.

凸优化代写
数学代写|凸优化作业代写Convex Optimization代考|Convex hull description of polyhedra
有限集的凸包 Veft{v_1, Vdots, v_k\right } } \text { 是 }
loperatorname{conv}}left{v_1, 1 dots, $\left.v_{-} k \mid r i g h t\right}=\backslash$ left ${t}$
这个集合是一个多面体,并且是有界的,但是 (特殊情 况除外,例如单纯形) 用 (2.5) 的形式表示它并不简 单,即通过一组线性等式和不等式。
这个凸包描述的概括是
Veft{ltheta_1 v_1+Icdots+ltheta_k v_k \mid Itheta_1+Icd
在哪里 $m \leq k$. 这里我们考虑非负线性组合 $v_i$ ,但只是第 一个 $m$ 系数总和必须为一。或者,我们可以将 (2.9) 解释 为点的凸包 $v_1, \ldots, v_m$ ,加上点的圆雉包 $v_{m+1}, \ldots, v_k$ .套装(2.9)定义了一个多面体,反过来,每个多面体都 可以用这种形式表示 (虽然我们不会展示这个)。
如何表示多面体的问题很微妙,但具有非常重要的实际 意义。作为一个简单的例子,考虑单位球 $\ell_{\infty}-$ 常态 $\mathbf{R}^n$
$C=\backslash$ 左 $\left{x|| x_{-} i \backslash m i d \mid l\right.$ leq $1, i=1, |$ dots, n\right } } \text { 。 }
套装 $C$ 可以用 (2.5) 的形式描述 $2 n$ 线性不等式
$\pm e_i^T x \leq 1$ ,在哪里 $e_i$ 是个 $i$ 第单位向量。用凸包形式
(2.9) 来描述它至少需要 $2^n$ 要点:
在哪里 $v_1, \ldots, v_{2^n}$ 是 $2^n$ 其分量全部为 1 或 $-1$. 因此, 这两种描述的大小差异很大,因为大 $n$.
数学代写|凸优化作业代写Convex Optimization代考|Linear-fractional functions
通过将透视函数与仿射函数组合形成线性分数函数。认 为 $g: \mathbf{R}^n \rightarrow \mathbf{R}^{m+1}$ 是仿射的,即
$$
g(x)=\left[A c^T\right] x+[b d]
$$
在哪里 $A \in \mathbf{R}^{m \times n}, b \in \mathbf{R}^m, c \in \mathbf{R}^n$ ,和 $d \in \mathbf{R}$. 功 能 $f: \mathbf{R}^n \rightarrow \mathbf{R}^m$ 由 $f=P \circ g$ ,那是,
$f(x)=(A x+b) / \operatorname{left}\left(c^{\wedge} T x+d \backslash r i g h t\right)$, lquad loperatorname ${\Lambda$
称为线性分数 (或射影) 函数。如果 $c=0$ 和 $d>0$, 的 领域 $f$ 是 $\mathbf{R}^n$ ,和 $f$ 是仿射函数。因此,我们可以将仿射 函数和线性函数视为线性分数函数的特例。
与透视函数一样,线性分数函数保持凸性。如果 $C$ 是凸 的,位于 $f\left(\mathrm{EE}, c^T x+d>0\right.$ 为了 $x \in C$ ), 然后是它 的图像 $f(C)$ 是凸的。这直接从上面的结果得出: 图像 $C$ 在仿射映射 (2.12) 下是凸的,结果集在透视函数下的 图像 $P$ , 这产生 $f(C)$, 是凸的。同样,如果 $C \subseteq \mathbf{R}^m$ 是 凸的,那么反像 $f^{-1}(C)$ 是凸的。

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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。
有限元方法代写
有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
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随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。
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多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
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