×

多面体提升和投影方法的综合分析。 (英语) Zbl 1332.90219号

摘要:我们考虑组合优化问题的lift-and-project方法,主要关注那些生成整数解凸壳的多面体松弛的lift-projects方法。我们引入了Sherali-Adams和Bienstock-Zuckerberg算子的许多新变体。这些新的操作符填补了多面体lift-project操作符的范围,使它们更加透明,更容易相互关联,也更容易分析。我们提供了新的技术,以统一的方式分析最坏情况下的性能以及这些操作符的相对优势。特别是,使用新技术和C.马蒂厄A.辛克莱[摘自:2009年STOC第41届ACM计算理论年会论文集。美国马里兰州贝塞斯达,2009年5月31日至6月2日。纽约州纽约市:计算机协会(ACM)。293–302 (2009;Zbl 1304.90144号)],我们证明了多面体Bienstock-Zuckerberg算子至少需要{2n}-\ frac{3}{2}\)迭代以计算\(2n+1)\)团的匹配多面体。我们进一步证明,如果我们从分数稳定集多面体开始,算子需要近似(frac{n}{2})迭代才能达到(n)团的稳定集多面体。最后,我们证明了正半定Lova-si-z-Schrijver提升投影算子的一些最坏情况也是具有正半定加强的Sherali-Adams算子的最强变体的最坏情况,并讨论了凸松弛积分间隙的一些结果。

MSC公司:

90C27型 组合优化
90立方厘米 整数编程
05C70号 具有特殊属性的边子集(因子分解、匹配、分区、覆盖和打包等)
47小时04 集值运算符
90C22型 半定规划
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] N.E.Aguilera、S.M.Bianchi和G.L.Nasini,{匹配和相关多边形的提升和投影松弛},离散应用。数学。,134(2004),第193-212页·Zbl 1032.05106号
[2] Y.H.Au和L.Tunçel,{匹配和稳定集多边形上的Bienstock-Zuckerberg和Lasserre松弛的复杂性分析},《整数规划和组合优化》,Springer,Heidelberg,2011年,第14-26页·Zbl 1298.90054号
[3] Au Y.H.,{组合优化的升降与投影方法综合分析},加拿大滑铁卢滑铁卢大学博士论文,2014年。
[4] E.Balas、S.Ceria和G.Cornueкjols,{\it混合0-1程序的lift-and-project切割平面算法},数学。程序。,58(1993),第295-324页·Zbl 0796.90041号
[5] S.Benabbas、S.O.Chan、K.Georgiou和A.Magen,{Sherali-Adams SDP层次结构中顶点覆盖的紧密间隙},《第31届软件技术和理论计算机科学基础国际会议论文集》,莱布尼茨国际Proc。通知。13,Dagstuhl-Leibniz-Zentrum fur Informatik修道院,德国瓦登,2011年,第41-54页·兹比尔1246.68260
[6] S.Benabbas、K.Georgiou和A.Magen,《Sherali-Adams系统应用于顶点覆盖:为什么Borsuk图愚弄强LP和SDPs的一些紧密积分间隙》,计算复杂性电子讨论会169,第2版,2010年。
[7] S.Benabbas、K.Georgiou、A.Magen和M.Tulsiani,{\it-SDP gaps from pairwise independence},理论计算。,8(2012年),第269-289页·Zbl 1253.68141号
[8] S.Benabbas和A.Magen,《将SDP完整性缺口扩展到Sherali-Adams并应用于二次规划和MaxCutGain}》,摘自《整数规划和组合优化》,柏林斯普林格出版社,2010年,第299-312页·兹比尔1285.90028
[9] D.Bienstock和M.Zuckerberg,《0-1整数规划的子集代数提升算子》,SIAM J.Optim。,15(2004年),第63-95页·Zbl 1077.90041号
[10] W.Cook和S.Dash,{\it关于多面体的矩阵切割秩},数学。操作。决议,26(2001),第19-30页·Zbl 1073.90574号
[11] A.Chan和C.D.Godsil,{对称性和特征向量},收录于《图形对称》,Springer出版社,1997年,第75-106页·Zbl 0883.05097号
[12] J.Cheriyan、Z.Gao、K.Georgiou和S.Singla,《论Sherali-Adams层次结构中非对称TSP的完整性比率》,摘自《自动化、语言和编程》,Springer,Heidelberg,2013年,第340-351页·Zbl 1336.90072号
[13] K.K.H.Cheung,{\it On Lovaísz-Schrijver关于TSP的Dantzig-Fulkerson-Johnson松弛的提升和项目程序},SIAM J.Optim。,16(2005),第380-399页·邮编1122.90065
[14] 张国康,{某些多面体激光秩的计算},数学。操作。研究,32(2007),第88-94页·Zbl 1278.90331号
[15] S.O.Chan、J.R.Lee、P.Raghavendra和D.Steurer,{近似约束满足需要大的LP松弛},《IEEE第54届计算机科学基础年度研讨会论文集》,IEEE,新泽西州皮斯卡塔韦,2013年,第350-359页·Zbl 1394.68170号
[16] M.Charikar、K.Makarychev和Y.Makaychev,{Sherali-Adams松弛的积分缺口},第41届ACM计算理论研讨会论文集,ACM,纽约,2009年,第283-292页·Zbl 1304.90143号
[17] E.Chlamtac和G.Singh,{通过更高级别的SDP层次结构改进近似保证},《近似、随机化和组合优化》,《计算讲义》。科学。5171,柏林施普林格,2008年,第49-62页·兹比尔1159.68664
[18] E.de Klerk、J.Maharry、D.V.Pasechnik、R.B.Richter和G.Salazar,{改进了交叉数的界限\({克}_{m,n}\)和\({K} _n(n)\)},SIAM J.离散数学。,20(2006),第189-202页·Zbl 1111.05029号
[19] E.de Klerk和D.V Pasechnik,{利用共正规划逼近图的稳定数},SIAM J.Optim。,12(2002),第875-892页·Zbl 1035.90058号
[20] E.de Klerk、D.V.Pasechnik和A.Schrijver,{使用正则表示的对称半定程序的约简},数学。程序。,109(2007),第613-624页·Zbl 1200.90136号
[21] J.埃德蒙兹(J.Edmonds),《小径、树木和花朵》,加拿大。数学杂志。,17(1965),第449-467页·Zbl 0132.20903号
[22] Z.Friggstad、J.Koönemann、Y.Kun-Ko、A.Louis、M.Shadravan和M.Ulsiani,《整数规划和组合优化》,瑞士Cham Springer,2014年,第285-296页·Zbl 1418.90223号
[23] S.Fiorini、S.Massar、S.Pokutta、H.R.Tiware和R.de Wolf,{线性与半定扩展公式:指数分离和强下限},第44届计算理论研讨会论文集,美国计算机学会,纽约,2012年,第95-106页·Zbl 1286.90125号
[24] N.Gvozdenovicí和M.Laurent,{通过多项式平方和}确定图的稳定数的半定界,数学。程序。,110(2007年),第145-173页·Zbl 1113.90117号
[25] K.Georgiou、A.Magen、T.Pitassi和I.Tourlakis,《Lovaísz-Schrijver层次结构中顶点覆盖SDP的2-o(1)积分间隙》,SIAM J.Compute。,39(2010年),第3553-3570页·Zbl 1209.68268号
[26] M.X.Goemans,{置换面体的最小紧致公式},数学。程序。,153(2015),第5-11页·Zbl 1322.90048号
[27] K.Gatermann和P.A.Parrilo,{对称群,半定规划和平方和},J.Pure Appl。《代数》,192(2004),第95-128页·Zbl 1108.13021号
[28] M.X.Goemans和L.Tunçel,{正半定约束何时有助于提升过程?},数学。操作。研究,26(2001),第796-815页·Zbl 1082.90548号
[29] A.Gupta、K.Talwar和D.Witmer,{有界树宽图上的最稀疏切割:算法和硬度结果},第45届ACM计算理论研讨会论文集,ACM,纽约,2013年,第281-290页·Zbl 1293.05042号
[30] S.-P.Hong和L.Tunçel,组合优化多面体升力和投影秩下界分析的统一,离散应用。数学。,156(2008),第25-41页·Zbl 1152.90538号
[31] A.R.Karlin,C.Mathieu,and C.T,Nguyen,{背包的线性和半定规划松弛的积分间隙},《整数规划和组合优化》,Springer,Heidelberg,2011年,第301-314页·Zbl 1341.90112号
[32] J.B.Lasserre,《非线性(0-1)程序的显式精确SDP松弛》,收录于《整数规划与组合优化》,施普林格出版社,柏林,2001年,第293-303页·Zbl 1010.90515号
[33] M.Laurent,{基于Lovaísz-Schrijver提升和项目程序的max-cut的更紧线性和半定松弛},SIAM J.Optim。,12(2002),第345-375页·兹比尔1068.90587
[34] M.Laurent,{\it《0-1编程的Sherali-Adams、Lovaísz-Schrijver和Lasserre松弛的比较》,数学。操作。研究,28(2003),第470-4963页·兹比尔1082.90084
[35] L.Lovaísz,{\it关于图的Shannon容量},IEEE Trans。通知。《理论》,25(1978),第1-7页·Zbl 0395.94021号
[36] L.Lovász和A.Schrijver,矩阵和集函数的Cones和0-1优化,SIAM J.Optim。,1(1991),第166-190页·Zbl 0754.90039号
[37] L.Liptaák和L.Tunçel,{\it稳定集问题和图的lift-and-project秩},数学。程序。,98(2003),第319-353页·Zbl 1160.90584号
[38] C.Mathieu和A.Sinclair,{it Sherali-Adams匹配多边形的松弛},第41届ACM计算理论研讨会论文集,ACM,纽约,2009年,第293-302页·Zbl 1304.90144号
[39] M.Muramatsu,H.Waki,and L.Tunçel,{它是多项式优化的扰动平方和定理及其应用},Optim。方法软件。,31(2016),第134-156页·Zbl 1381.90065号
[40] J.Pen͂a,J.Vera,L.F.Zuluaga,{通过线性和半定规划计算图的稳定数},SIAM J.Optim。,18(2007年),第87-105页·Zbl 1176.90611号
[41] T.Rothvoß,{\it匹配多面体具有指数扩展复杂性},载于《第46届美国计算机学会计算理论研讨会论文集》,美国计算机学会,纽约,2014年,第263-272页·Zbl 1315.90038号
[42] H.D.Sherali和W.P.Adams,{零规划问题的连续和凸壳表示之间的松弛层次},SIAM J.Disc。数学。,3(1990年),第411-430页·Zbl 0712.90050号
[43] A.Schrijver,{\it Delsarte和Lova®sz边界的比较}。IEEE传输。通知。《理论》,25(1079),第425-429页·Zbl 0444.94009号
[44] G.Schoenebeck,{某些k-CSP的线性激光下界},《IEEE第49届计算机科学基础年度研讨会论文集》,IEEE,新泽西州皮斯卡塔韦,2008年,第593-602页。
[45] H.D.Sherali和Y.Lee,{\集合划分问题的更紧密表示},离散应用。数学。,68(1996),第153-167页·Zbl 0846.90077号
[46] T.Stephen和L.Tunçel,{\it关于通过半定提升来表示匹配的多面体},数学。操作。Res.,24(1999),第1-7页·Zbl 0977.90078号
[47] G.Schoenebeck、L.Trevisan和M.Tulsiani,{\it顶点覆盖的Lovaísz-Schrijver SDP松弛的线性圆形下限},摘自2007年第22届IEEE计算复杂性年会论文集,计算机社会,加利福尼亚州洛斯阿拉米托斯,IEEE,2007年,第205-216页·Zbl 1232.90303号
[48] M.Tulsiani,《Lasserre层次结构中的CSP缺口和缩减》,载于第41届ACM计算理论研讨会论文集,ACM,纽约,2009年,第303-312页·Zbl 1304.90157号
[49] M.Yannakakis,{\it用线性程序表达组合优化问题},J.Comput。系统科学。,43(1991),第441-466页·Zbl 0748.90074号
[50] M.Zuckerberg,{0,1整数规划提升过程的集合论方法},博士论文,哥伦比亚大学,纽约,2003年。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。