二次规划的
标准形式
$$\mathop {min} \limits_{x}f\left( x \right) =\mathop {min} \limits_{x}\frac{1}{2}x^THx+c^Tx
\\
s.t.\begin{cases}
Ax=b\\
x\ge 0\\
\end{cases}
$$
无约束形式:
可以直接求得解析解为$x=-H^{-1}c$。
不等式约束形式(x>0):
$$
\mathop {min} \limits_{x}f\left( x \right) =\mathop {min} \limits_{x}\frac{1}{2}x^THx+c^Tx
\\
s.t.\begin{cases}
Ax\le b\\
x\ge 0\\
\end{cases}
$$
转化为标准形式的方法:
加入松弛变量:$Ax+Is=b,\,\,x,s \ge 0$
$$
\left[ \begin{matrix}
A& I\\
\end{matrix} \right] \left[ \begin{array}{c}
x\\
s\\
\end{array} \right] =b,\,\,\left[ \begin{array}{c}
x\\
s\\
\end{array} \right] \ge 0
$$
不等式约束形式($x \in R^n$)
$$\mathop {min} \limits_{x}f\left( x \right) =\mathop {min} \limits_{x}\frac{1}{2}x^THx+c^Tx
\\
s.t.\begin{cases}
Ax\le b\\
x\in \mathbb{R}^n\\
\end{cases}$$
转化为标准形式的方法:
定义$Define\,\,x=x^+-x^-\,\,with\,\,x^+,x^-\ge 0$,可得$Ax^+ - x^- +ls = b$其中$x^+, x^-, s \geq 0$,
转化为$$
\left[ \begin{matrix}
A& -A& I\\
\end{matrix} \right] \left[ \begin{array}{c}
x^+\\
x^-\\
s\\
\end{array} \right] =b,\,\,\left[ \begin{array}{c}
x^+\\
x^-\\
s\\
\end{array} \right] \ge 0
$$
将二次规划看作有约束最优化问题
形式为:
$$f\left( x \right) =\frac{1}{2}x^THx+c^Tx
\\
s.t.\,\,\begin{cases}
Ax-b=0\\
-x\le 0\\
\end{cases}$$
其Kuhn-Tucker条件为:
$$\begin{cases}
Ax=b\text{(原始可行性)}\\
x\ge 0\text{(原始可行性)}\\
Hx+A^T\lambda -\mu =-c\text{(平稳性)}\\
\mu ^Tx=0\text{(互补松弛性)}\\
\mu \ge 0\text{(对偶可行性)}\\
\end{cases}$$