Motivated by the growing interest in correlation-robust stochastic optimization, we investigate stochastic selection problems beyond independence. Specifically, we consider the instructive case of pairwise-independent priors and matroid constraints. We obtain essentially-optimal bounds for offline contention resolution and prophet inequalities against the almighty online adversary. The impetus for our work comes from the recent work of \cite{pi-uniform-prophet}, who derived a constant-approximation for the single-choice prophet inequality with pairwise-independent priors. For general matroids, our results are tight and largely negative. For both contention resolution and prophet inequalities, our impossibility results hold for the full linear matroid over a finite field. We explicitly construct pairwise-independent distributions which rule out an $\omega\left(\frac{1}{\rank}\right)$-balanced offline CRS and an $\omega\left(\frac{1}{\log \rank}\right)$-competitive prophet inequality. For both results, we employ a generic approach for constructing pairwise-independent random vectors -- one which unifies and generalizes existing pairwise-independence constructions from the literature on universal hash functions and pseudorandomness. Specifically, our approach is based on our observation that random linear maps turn linear independence into stochastic independence. We then examine the class of matroids which satisfy the so-called partition property -- these include most common matroids encountered in optimization. We obtain positive results for both contention resolution and prophet inequalities with pairwise-independent priors on such matroids, approximately matching the corresponding guarantees for fully independent priors.


翻译:受相关性鲁棒随机优化日益增长的兴趣驱动,我们研究了超越独立假设的随机选择问题。具体而言,我们考虑了具有指导意义的成对独立先验和拟阵约束情形。针对离线争用解决和先知不等式问题,我们获得了对抗全能在线对手的本质上最优的界。本工作的动力来自近期文献\cite{pi-uniform-prophet},该文献针对具有成对独立先验的单选择先知不等式导出了常数近似比。对于一般拟阵,我们的结果是紧的且基本为否定性结论。对于争用解决和先知不等式,我们的不可能性结果在有限域上的全线性拟阵上成立。我们显式构造了成对独立分布,排除了\(\omega\left(\frac{1}{\rank}\right)\)平衡离线CRS和\(\omega\left(\frac{1}{\log \rank}\right)\)竞争比先知不等式的存在性。对于这两个结果,我们采用了一种构造成对独立随机向量的通用方法——该方法统一并推广了现有文献中关于通用哈希函数和伪随机性的成对独立构造。具体而言,我们的方法基于如下观察:随机线性映射将线性独立性转化为随机独立性。接着,我们考察了满足所谓划分性质的一类拟阵——这包括优化中遇到的大多数常见拟阵。我们获得了此类拟阵上具有成对独立先验的争用解决和先知不等式的正向结果,其近似比与完全独立先验下的相应保证基本匹配。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
5+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
17+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
9+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员