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非线性优化的形式化证明。 (英语) Zbl 1451.90131号

摘要:我们提出了一个经过正式验证的全局优化框架。给定一个半代数或超越函数\(f\)和一个紧致半代数域\(K\),我们使用非线性maxplus模板近似算法来提供\(f\)在\(K\)上的证明下界。该方法允许通过二次型的上确界以模块化的方式约束f的某些成分,并选择适当的曲率。因此,我们将初始目标简化为一系列半代数优化问题,通过松弛平方和求解。我们的实现工具将半代数近似与平方和见证交错,以形成证书。它与Coq接口,因此受益于证明助手中可用的可信算法。此功能用于根据证书生成每个近似成分的有效低估值和下限。这种工具的应用范围很广;例如,海尔对开普勒猜想的证明产生了数千个多元超越不等式。我们举例说明了我们的形式化框架在其中一些不等式以及全局优化文献中的例子上的性能。

MSC公司:

90C26型 非凸规划,全局优化
68伏15 定理证明(自动和交互式定理证明、演绎、解析等)
90C22型 半定规划
90立方 非线性规划
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参考文献:

[1] 玛丽安·阿基安(Marianne Akian)、斯特芬·高伯特(Stéphane Gaubert)和瓦西里·科洛科尔佐夫(Vassili Kolokoltsov)。
[2] 设置函数Galois连接的覆盖和可逆性·Zbl 1080.06001号
[3] Idempotent编辑G.L.Litvinov和V.P.Maslov
[4] 《数学与数学物理》,当代第377卷·Zbl 1221.82006年
[5] 数学,第19-51页。美国数学学会,2005年。
[6] 还有ESI预印1447,http://arXiv.org/abs/math.FA/0403441。
[7] M.Akian、S.Gaubert和A.Lakhoua。
[8] 求解确定性最优问题的max-plus有限元方法
[9] 控制问题:基本性质和收敛性分析。
[10] SIAM J.控制优化。,47(2):817-848, 2008. ·兹比尔1157.49034
[11] 泽维尔·阿拉米根(Xavier Allamigeon)、斯特凡·高伯特(Stéphane Gaubert)、维克托·马格伦(Victor Magron)和本杰明·沃纳(Benjamin Werner)。
[12] 真实不等式的证明——模板和平方和·Zbl 1328.90101号
[13] 已提交发布。 http://arxiv.org/abs/1403.5899。
[14] 泽维尔·阿拉米根(Xavier Allamigeon)、斯特凡·高伯特(Stéphane Gaubert)、维克托·马格伦(Victor Magron)和本杰明·沃纳(Benjamin Werner)。
[15] 非线性函数界的证明:模板·Zbl 1390.68570号
[16] 方法,2013年。
[17] 智能计算机数学会议记录
[18] 微积分,巴斯。
[19] 泽维尔·阿拉米根(Xavier Allamigeon)、斯特凡·高伯特(Stéphane Gaubert)、维克托·马格伦(Victor Magron)和本杰明·沃纳(Benjamin Werner)。
[20] 涉及超越函数的不等式的证明:
[21] 结合sdp和max-plus近似值,2013年。
[22] 《欧洲控制会议记录》,ECC’13,苏黎世。
[23] 米夏·阿尔芒、本杰明·格雷戈里、阿诺德·斯皮瓦克和劳伦特·塞利。
[24] 带命令特征的coq扩展及其在sat中的应用·Zbl 1291.68318号
[25] 验证。
[26] 马特·考夫曼(Matt Kaufmann)和劳伦斯(LawrenceC)。Paulson,Interactive编辑
[27] 《定理证明》,《计算机科学讲义》第6172卷·Zbl 0997.68129号
[28] 第83-98页。施普林格-柏林-海德堡,2010年。
[29] M.Montaz Ali、Charoenchai Khompatraporn和Zelda B。扎宾斯基。
[30] 几种随机算法的数值评估
[31] 连续全局优化测试问题。
[32] 全球优化杂志,31(4):635-6722005年4月·Zbl 1093.90028号
[33] 贝扎德·阿克巴普尔(Behzad Akbarpour)和劳伦斯·查尔斯·保尔森(Lawrence Charles Paulson)。
[34] Metitarski:一个实值特殊的自动定理证明器·Zbl 1215.68206号
[35] 功能。
[36] J.汽车。原因。,44(3):175-2052010年3月·Zbl 1215.68206号
[37] 弗雷德里克·贝松。
[38] 快速自反算法策略的线性情况和超越·Zbl 1178.03020号
[39] 2006年类型国际会议论文集
[40] 校样与程序,2006年类型,第48-62页,柏林,海德堡,2007年。
[41] 斯普林格·弗拉格。
[42] 钢筋混凝土。Boyer和J.S。摩尔。
[43] 元函数:证明它们是正确的,并将其作为新的有效使用
[44] 证明程序。
[45] 《计算机科学中的正确性问题》,第103-84页·Zbl 0476.68009号
[46] 学术出版社,纽约,1981年。
[47] 塞缪尔·布廷。利用反思建立高效且经认证的决策程序。在TACS’97中。Springer-Verlag LNCS 1281,第515-529页。Springer-Verlag,1997年。
[48] 吉尔斯·巴特(Gilles Barthe)、马克·鲁斯(Mark Ruys)和亨克·巴伦德雷特(Henk Barendregt)。《精益校对的两级方法》,1996年·Zbl 1407.68431号
[49] A.Cuyt、F.Backeljauw和C.Bonan-Hamada。特殊函数连分式手册。SpringerLink:Springer电子书。施普林格,2008年·Zbl 1150.30003号
[50] W.H.公司。弗莱明和W.M。麦克内尼。基于max-plus的Hamilton-Jacobi-Bellman算法·Zbl 0949.35039号
[51] 非线性滤波方程。SIAM J.控制优化。,38(3):683-710, 2000. ·Zbl 0949.35039号
[52] 本杰明·格雷戈里(Benjamin Grégoire)和阿西亚·马布比(Assia Mahboubi)。
[53] 证明交换环中的等式在coq中做得很好·Zbl 1152.68702号
[54] 乔·赫德和托马斯·F。Melham,TPHOL编辑,第3603卷
[55] 《计算机科学课堂讲稿》,第98-113页。斯普林格,2005年·Zbl 1151.68511号
[56] 乔治·戈蒂尔(Georges Gonthier)。
[57] 计算机数学·Zbl 0546.68004号
[58] 第章四色定理:形式证明工程,页
[59] –333.斯普林格·弗拉格,柏林,海德堡,2008年。
[60] B.Grégoire和L.Thery。
[61] 一个用于模运算的纯函数库及其
[62] 证明大素数的申请。
[63] 在U.Furbach和N.Shankar编辑的《IJCAR’06会议录》中,
[64] 《人工智能课堂讲稿》第4130卷,页
[65] –437.施普林格出版社,2006年。
[66] 托马斯·C·。哈尔斯。
[67] 开普勒猜想的证明·Zbl 1096.52010年
[68] 数学。Intelligencer,16:47-581994年。
[69] 托马斯·C·。哈尔斯。
[70] 开普勒猜想证明中出现的一些算法·Zbl 1104.68800号
[71] 在鲍里斯·阿罗诺夫(Boris Aronov)、索加塔·巴苏(Saugata Basu)、贾诺斯·帕赫(J'anos Pach)和米查·谢里尔(Micha Sharir)的作品中,
[72] 编辑,离散和计算几何,第25卷·Zbl 1232.52001
[73] 算法和组合数学,第489-507页。施普林格-柏林-海德堡·Zbl 1104.68800号
[74] 托马斯·C·。哈尔斯。
[75] 开普勒猜想的证明·Zbl 1096.52010年
[76] 数学年鉴。(2), 162(3):1065-1185, 2005. ·Zbl 1096.52010年
[77] 托马斯·C·。哈尔斯。
[78] flyspeck项目简介。
[79] 在蒂埃里·科昆德(Thierry Coquand)、亨利·隆巴迪(Henri Lombardi)和玛丽·弗朗科西斯·罗伊(Marie Franccoise Roy)的作品中,
[80] 编辑,数学,算法和证明,Dagstuhl中的编号05021·Zbl 1367.26047号
[81] 研讨会论文集,德国达格斯图尔,2006年。国际开始与发展
[82] Forschungszentrum f“ur Informatik(IBFI),德国达格斯图尔宫。
[83] 约翰·哈里森。
[84] Hollight:教程介绍。
[85] 在Mandayam K。Srivas和Albert John Camilleri,编辑,
[86] FMCAD,计算机科学课堂讲稿第1166卷,第页
[87] –269.斯普林格出版社,1996年·Zbl 0869.54002号
[88] Didier Henrion、Jean-Bernard Lasserre和Johan Lofberg。
[89] GloptiPoly 3:矩、优化和半定规划·兹比尔1178.90277
[90] 优化方法和软件,24(4-5):第761-779页,8月·Zbl 1178.90277号
[91] 埃里希·L·。Kaltofen、Bin Li、Zhengfeng Yang和Lihong Zhi。
[92] 全局多项式优化中的精确证明
[93] 有理系数有理函数的平方和。
[94] JSC,47(1):2012年1月1日至15日·Zbl 1302.35157号
[95] 纪念吴文达(1929-2009)。
[96] 让·B。拉塞尔。
[97] 多项式全局优化和矩问题·兹比尔1010.90061
[98] SIAM优化杂志,11(3):796-8172001·兹比尔1010.90061
[99] 让·B。Lasserre和Mihai Putinar。
[100] 半代数函数的正性与优化·Zbl 1210.14068号
[101] SIAM优化杂志,20(6):3364-33832010·Zbl 1210.14068号
[102] David Monniaux和Pierre Corbineau。
[103] 简论《堕落》中积极证人的产生·Zbl 1342.68296号
[104] 案例·Zbl 1298.60012号
[105] 马克·范·埃克伦、赫尔曼·基弗斯、朱利安·施马耳茨和弗里克
[106] Wiedijk,编辑,交互式定理证明(ITP),第6898卷·Zbl 1238.68147号
[107] 《计算机科学讲义》,第249-264页。斯普林格·弗拉格,
[108] 2011年8月。
[109] W.M.公司。麦克内尼。
[110] 非线性控制和估计的Max-plus方法·Zbl 1103.93005号
[111] 系统与控制:基础与应用。Birkh“auser波士顿
[112] 马萨诸塞州波士顿,2006年。
[113] 纪尧姆·梅尔昆德。
[114] coq系统中的浮点运算·兹比尔1257.68131
[115] 信息与计算,216(0):14-23,2012·Zbl 1257.68131号
[116] 特刊:第八届实数与计算机会议。
[117] 塞萨尔·穆尼奥斯和安东尼·纳卡维奇。
[118] bernstein多项式的形式化及其在全局上的应用·Zbl 1314.68286号
[119] 优化·Zbl 1140.90004号
[120] 《自动推理杂志》,51(2):151-1962013·Zbl 1314.68286号
[121] S.Owre,J.M。Rushby和N.Shankar。
[122] PVS:原型验证系统。
[123] 第11届国际会议编辑迪帕克·卡普尔·Zbl 1296.00037号
[124] 自动演绎(CADE),《人工智能课堂讲稿》第607卷
[125] 《情报》,第748-752页,纽约州萨拉托加,1992年6月。斯普林格·弗拉格。
[126] 海弗里德·佩尔(Helfried Peyrl)和巴勃罗(Pablo A.)。帕里罗。
[127] 计算有理系数的平方和分解·Zbl 1156.65062号
[128] 西奥。计算。科学。,409(2):269-281, 2008. ·Zbl 1156.65062号
[129] M.普蒂纳。
[130] 紧半代数集上的正多项式·Zbl 0796.12002号
[131] 印第安纳大学数学杂志,42(3):969-9841993·Zbl 0796.12002号
[132] 马库斯·施维戈夫。
[133] 紧半代数集上多项式的优化·Zbl 1114.90098号
[134] SIAM优化杂志,15(3):805-8252005·Zbl 1114.90098号
[135] Alexey Solovyev和Thomas C。哈尔斯。
[136] 非线性不等式的泰勒区间形式化证明
[137] 近似值。
[138] CoRR,abs/1301.17022013年。
[139] 阿列克谢·索洛维耶夫。
[140] 形式化的计算和方法。
[141] 阿诺·斯皮瓦克。
[142] Ajouter des entiers机器。
[143] Sriram Sankaranarayanan,Henny B。Sipma和Zohar Manna。
[144] 使用数学规划对线性系统进行可缩放分析。
[145] 在Radhia Cousot,编辑,Proc。验证、模型检查
[146] 和抽象解释(VMCAI),第3385卷,第21-47页,巴黎,
[147] 法国,2005年1月。斯普林格·弗拉格。
[148] 吉尔伯特·斯坦格尔。
[149] 半代数几何中的零星体和正星体·Zbl 0253.14001号
[150] 《数学年鉴》,207(2):87-971974年·Zbl 0253.14001号
[151] Hayato Waki、Sunyoung Kim、Masakazu Kojima和Masakazo Muramatsu。
[152] 的平方和和半定规划松弛
[153] 具有结构稀疏性的多项式优化问题。
[154] SIAM优化杂志,17:218-2422006·Zbl 1109.65058号
[155] 山下真本、藤泽克辅、中田和彦、中田茂弘、福田敏弘、小林一郎和后藤一郎。半定程序的高性能软件包:Sdpa7。技术报告,信息科学系,东京理工大学,日本东京,2010年·兹比尔1334.90119
[156] 罗兰·祖克勒(Roland Zumkeller)。严格的全局优化。Ecole Polytechnology博士论文,2008年·兹比尔1222.68377
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