坐标下降法

首先介绍一个算法:coordinate-wise minimization

问题的描述:给定一个可微的凸函数

,如果在某一点x,使得f(x)在每一个坐标轴上都是最小值,那么f(x)是不是一个全局的最小值。

形式化的描述为:是不是

对于所有的d,i都有

这里

的代表第i个标准基向量。

答案为成立。


这是因为:


但是问题来了,如果对于凸函数f,若不可微该会怎样呢?


答案为不成立,上面的图片就给出了一个反例。

那么同样的问题,现在

,其中g是可微的凸函数,每一个hi都是凸的?

答案为成立。


证明如下,对每一个y


坐标下降(Coordinate descent):

这就意味着,对所有的

,其中g是可微的凸函数,每一个hi都是凸的,我们可以使用坐标下降寻求一个最小值,我们从一个最初的猜想

开始,对k进行循环:

每一次我们解决了

,我们都会使用新的值。

Tseng (2001)的开创性工作证明:对这种f(f在紧集上

连续,且f到达了其最小值),

的极限值,k=1,2,3….是f的一个最小元(minimizer)。

在实分析领域:


随后收敛与x*( Bolzano-Weierstrass)


收敛于f*( monotoneconvergence)

其中:

坐标下降的顺序是任意的,可以是从1到n的任意排列。

可以在任何地方将单个的坐标替代成坐标块

关键在于一次一个地更新,所有的一起更新有可能会导致不收敛

我们现在讨论一下坐标下降的应用:



注:原文链接:https://blog.csdn.net/u013802188/article/details/40476989
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