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数理工学ライブラリー 2 離散凸解析と最適化アルゴリズム
内容紹介
解きやすい離散最適化問題に対して統一的な枠組を与える新しい理論体系「離散凸解析」を平易に解説しその全体像を示す。〔内容〕離散最適化問題とアルゴリズム(最小木,最短路など)/離散凸解析の概要/離散凸最適化のアルゴリズム
編集部から
目次
第I 部離散最適化問題とアルゴリズム
1. 最小木問題
1. 1 最小木問題の定義
1. 2 全域木の性質
1. 3 最小木の最適性条件
1. 4 最小木のアルゴリズム
1. 4. 1 全域木を求めるアルゴリズム
1. 4. 2 クラスカルのアルゴリズム
1. 4. 3 カラバのアルゴリズム
1. 5 章末ノート:離散凸解析への展望
2. 最短路問題
2. 1 最短路問題の定義
2. 2 最短路の性質
2. 3 最短路のアルゴリズム
2. 3. 1 距離ラベルを用いたアルゴリズムの一般形
2. 3. 2 ダイクストラのアルゴリズム
2. 3. 3 ベルマン・フォードのアルゴリズム
2. 4 章末ノート:離散凸解析への展望
3. マッチング問題
3. 1 マッチング問題の定義
3. 1. 1 2 部グラフの最大マッチング問題
3. 1. 2 2 部グラフの最大重みマッチング問題
3. 1. 3 一般グラフのマッチング問題
3. 2 マッチングと交互路
3. 3 2 部グラフのマッチングの性質
3. 3. 1 補助グラフを用いた最適性条件
3. 3. 2 最大マッチング最小被覆定理
3. 4 アルゴリズム
3. 4. 1 最大マッチング問題のアルゴリズム
3. 4. 2 最大重みk マッチング問題のアルゴリズム
3. 5 章末ノート:離散凸解析への展望
4. 最大流問題
4. 1 最大流問題の定義
4. 2 最大フローの性質
4. 2. 1 フローの分解
4. 2. 2 カット容量
4. 2. 3 残余ネットワーク
4. 2. 4 最大フロー最小カット定理
4. 3 最大流問題のアルゴリズム
4. 4 需要供給制約を満たすフロー
4. 5 章末ノート:離散凸解析への展望
5. 最小費用流問題
5. 1 最小費用流問題の定義
5. 1. 1 最小費用流問題の基本形
5. 1. 2 最小費用流問題の変種
5. 1. 3 他の離散最適化問題との関係
5. 2 最小費用フローの性質
5. 2. 1 残余ネットワーク
5. 2. 2 ポテンシャル
5. 3 最小費用流問題のアルゴリズム
5. 3. 1 負閉路消去アルゴリズム
5. 3. 2 逐次最短路アルゴリズム
5. 4 最小費用流問題の双対問題
5. 4. 1 定式化
5. 4. 2 最適性条件
5. 4. 3 最適性定理の証明
5. 4. 4 ハッシンのアルゴリズム
5. 4. 5 最適ポテンシャルの整数性
5. 5 最小費用流問題の一般化
5. 5. 1 定式化
5. 5. 2 最適性条件とアルゴリズム
5. 6 最小費用流問題の双対問題の一般化
5. 6. 1 定式化
5. 6. 2 最適性条件とアルゴリズム
5. 7 章末ノート:離散凸解析への展望
6. 資源配分問題
6. 1 資源配分問題の定義
6. 2 単純な資源配分問題のアルゴリズム
6. 2. 1 貪欲アルゴリズム
6. 2. 2 貪欲アルゴリズムの高速化
6. 3 劣モジュラ制約付き資源配分問題
6. 3. 1 様々な制約
6. 3. 2 貪欲アルゴリズム
6. 4 章末ノート:離散凸解析への展望
第II 部離散凸解析の概要
7. 凸解析
7. 1 凸集合と凸関数
7. 2 最小解
7. 3 ルジャンドル変換
7. 4 分離定理
7. 5 フェンシェル双対性
7. 6 章末ノート
8. 一変数の離散凸関数
8. 1 定義
8. 2 最小解
8. 3 離散ルジャンドル変換
8. 4 離散分離定理
8. 5 離散フェンシェル双対性
8. 6 章末ノート
9. 離散凸解析の基本概念
9. 1 M 凸関数
9. 1. 1 M 凸関数の定義
9. 1. 2 M 凸関数の例
9. 2 L 凸関数
9. 2. 1 L 凸関数の定義
9. 2. 2 L 凸関数の例
9. 3 離散凸関数のクラス
9. 4 章末ノート:離散凸解析の歴史
10. 離散凸解析の基本定理
10. 1 離散関数の凸拡張
10. 2 最小解
10. 3 離散ルジャンドル変換と共役性定理
10. 4 離散分離定理
10. 5 離散フェンシェル双対性
10. 5. 1 基本形
10. 5. 2 和の最小化
10. 6 章末ノート
11. 連続変数の離散凸関数
11. 1 M 凸関数
11. 2 L 凸関数
11. 3 章末ノート
第III 部離散凸最適化のアルゴリズム
12. 離散凸関数最小化の手法
12. 1 貪欲アプローチ
12. 1. 1 一変数離散凸関数の場合
12. 1. 2 多変数離散凸関数の場合
12. 1. 3 逐次追加型の貪欲アプローチ
12. 2 領域縮小アプローチ
12. 2. 1 一変数離散凸関数の場合
12. 2. 2 多変数離散凸関数の場合
12. 3 スケーリングアプローチ
12. 3. 1 一変数離散凸関数の場合
12. 3. 2 多変数離散凸関数の場合
12. 4 連続緩和アプローチ
12. 4. 1 一変数離散凸関数の場合
12. 4. 2 多変数離散凸関数の場合
12. 5 章末ノート
13. L 凸関数最小化
13. 1 扱う問題
13. 2 貪欲アルゴリズム
13. 3 スケーリングアルゴリズム
13. 4 連続緩和アルゴリズム
13. 5 章末ノート
14. M凸関数最小化
14. 1 扱う問題
14. 1. 1 M 凸関数とM\\ 凸関数の制約なし最小化
14. 1. 2 M\\ 凸関数の成分和制約付き最小化
14. 1. 3 離散最適化問題との関係
14. 2 貪欲アルゴリズム
14. 2. 1 M 凸関数の制約なし最小化
14. 2. 2 M\\ 凸関数の制約なし最小化
14. 2. 3 M\\ 凸関数の成分和制約付き最小化
14. 3 領域縮小アルゴリズム
14. 3. 1 M 凸関数の制約なし最小化
14. 3. 2 M\\ 凸関数の制約なし最小化
14. 4 スケーリングアルゴリズム
14. 4. 1 M 凸関数の制約なし最小化
14. 4. 2 M\\ 凸関数の成分和制約付き最小化
14. 5 連続緩和アルゴリズム
14. 5. 1 M 凸関数の制約なし最小化
14. 5. 2 M\\ 凸関数の成分和制約付き最小化
14. 5. 3 単純な資源配分問題への適用
14. 6 章末ノート
15. M凸関数の和の最小化
15. 1 扱う問題
15. 2 許容解の求め方
15. 2. 1 M 凸集合の共通部分の要素を求める問題
15. 2. 2 M 凸集合の性質
15. 2. 3 補助問題の性質
15. 2. 4 アルゴリズム
15. 3 最適解の求め方
15. 3. 1 M 凸関数の性質
15. 3. 2 最適性条件
15. 3. 3 アルゴリズム
15. 4 章末ノート
文献
索引