MISDP/MISOCP dans cvxpy

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La question

Je suis en train de résoudre le problème suivant dans CVXPY.

Le problème, c'est un mixed-integer SDP en raison de la dsp de la matrice, nous sommes de problèmes. Toutefois, selon cette liste , il semble qu'aucun des solveurs peuvent gérer un tel problème.

Peut-on utiliser le fait que A est une matrice 2x2 en quelque sorte de les convertir cette mixed-integer SOCP problème?

import cvxpy as cp
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

np.random.seed(271828) 
m = 2; n = 50
x = np.random.randn(m,n)

off = cp.Variable(boolean=True)

A = cp.Variable((2,2), PSD=True)
b = cp.Variable(2)
obj = cp.Maximize(cp.log_det(A))
constraints = [ cp.norm(A@x[:,i] + b) <= 1 + 20*off for i in range(n) ]
constraints += [cp.sum(off) <= 20]

prob = cp.Problem(obj, constraints)
optval = prob.solve(solver='XPRESS', verbose=False) # seems to work, although it's not super accurate

print(f"Optimum value: {optval}")

# plot the ellipse and data
angles = np.linspace(0, 2*np.pi, 200)
rhs = np.row_stack((np.cos(angles) - b.value[0], np.sin(angles) - b.value[1]))
ellipse = np.linalg.solve(A.value, rhs)

plt.scatter(x[0,:], x[1,:])
plt.plot(ellipse[0,:].T, ellipse[1,:].T)
plt.xlabel('Dimension 1'); plt.ylabel('Dimension 2')
plt.title('Minimum Volume Ellipsoid')
plt.show()
1

La meilleure réponse

1

Disons A=[[x,z], [z,y]], vous pouvez maximiser sqrt(det(A)) (ce qui est équivalent à votre objectif). Notez que

det(A) = xy-z^2

afin de maximiser sqrt(det(A)) est la même que la maximisation de u sous réserve de

xy - z^2 >= u^2

de manière équivalente

xy >= z^2 + u^2

C'est (presque) une rotation du second ordre cône dans le sens de https://docs.mosek.com/modeling-cookbook/cqo.html#rotated-quadratic-cones

Je pense que quelque chose comme

x >= quad_over_lin([z,u], y)

(n'ai pas testé la syntaxe) peut-être la façon la plus commode d'exprimer dans cvxpy.

Notons que la définition du cône et de quad_over_lin impose également x,y>=0 si vous n'avez pas besoin que séparément, et la conique contraintes automatiquement garanties PSDness de A.

2021-11-24 09:08:37

Et voici un peu de lumière de divertissement liée à votre problème: twitter.com/mosektw/status/1190259248250445824
Michal Adamaszek

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