We introduce a general random model of a combinatorial optimization problem with geometric structure that encapsulates both linear programming and integer linear programming. Let $Q$ be a bounded set called the feasible set, $E$ be an arbitrary set called the constraint set, and $A$ be a random linear transform. We introduce and study the $\ell^q$-\textit{margin},$M_q := d_q(AQ, E)$. The margin quantifies the feasibility of finding $y \in AQ$ satisfying the constraint $y \in E$. Our contribution is to establish strong concentration of the margin for any $q \in (2,\infty]$, assuming only that $E$ has permutation symmetry. The case of $q = \infty$ is of particular interest in applications -- specifically to combinatorial ``balancing'' problems -- and is markedly out of the reach of the classical isoperimetric and concentration-of-measure tools that suffice for $q \le 2$. Generality is a key feature of this result: we assume permutation symmetry of the constraint set and nothing else. This allows us to encode many optimization problems in terms of the margin, including random versions of: the closest vector problem, integer linear feasibility, perceptron-type problems, $\ell^q$-combinatorial discrepancy for $2 \le q \le \infty$, and matrix balancing. Concentration of the margin implies a host of new sharp threshold results in these models, and also greatly simplifies and extends some key known results.


翻译:我们提出了一个具有几何结构的组合优化问题的通用随机模型,该模型同时涵盖了线性规划和整数线性规划。设$Q$为称为可行集的有界集,$E$为称为约束集的任意集,$A$为随机线性变换。我们引入并研究了$\ell^q$-边际$M_q := d_q(AQ, E)$。该边际量化了寻找满足约束条件$y \in E$的$y \in AQ$的可行性。我们的贡献在于,在仅假设$E$具有置换对称性的条件下,建立了对任意$q \in (2,\infty]$的边际强集中性质。$q = \infty$的情况在应用中——特别是组合"平衡"问题中——具有特殊意义,并且明显超出了足以处理$q \le 2$情形的经典等周和测度集中工具所能达到的范围。普适性是这一结果的关键特征:我们仅假设约束集具有置换对称性,再无其他条件。这使得我们可以将许多优化问题用边际来编码,包括以下问题的随机版本:最近向量问题、整数线性可行性、感知器类问题、$2 \le q \le \infty$的$\ell^q$-组合差异,以及矩阵平衡。边际的集中性质在这些模型中导出大量新的尖锐阈值结果,同时也极大地简化和扩展了若干已知的关键结果。

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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月8日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月7日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:21
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员