In pure integer linear programming it is often desirable to work with polyhedra that are full-dimensional, and it is well known that it is possible to reduce any polyhedron to a full-dimensional one in polynomial time. More precisely, using the Hermite normal form, it is possible to map a non full-dimensional polyhedron to a full-dimensional isomorphic one in a lower-dimensional space, while preserving integer vectors. In this paper, we extend the above result simultaneously in two directions. First, we consider mixed integer vectors instead of integer vectors, by leveraging on the concept of "integer reflexive generalized inverse." Second, we replace polyhedra with convex quadratic sets, which are sets obtained from polyhedra by enforcing one additional convex quadratic inequality. We study structural properties of convex quadratic sets, and utilize them to obtain polynomial time algorithms to recognize full-dimensional convex quadratic sets, and to find an affine function that maps a non full-dimensional convex quadratic set to a full-dimensional isomorphic one in a lower-dimensional space, while preserving mixed integer vectors. We showcase the applicability and the potential impact of these results by showing that they can be used to prove that mixed integer convex quadratic programming is fixed parameter tractable with parameter the number of integer variables. Our algorithm unifies and extends the known polynomial time solvability of pure integer convex quadratic programming in fixed dimension and of convex quadratic programming.


翻译:在纯整数线性规划中,通常希望处理全维多面体,且众所周知,可以在多项式时间内将任意多面体约化为全维多面体。具体而言,利用埃尔米特标准型,可将非全维多面体映射到低维空间中的全维同构多面体,同时保持整数向量不变。本文从两个方向同时推广上述结果。首先,我们通过引入"整数反射广义逆"的概念,将整数向量推广为混合整数向量。其次,我们将多面体替换为凸二次集合——即通过添加一个凸二次不等式约束从多面体导出的集合。我们研究了凸二次集合的结构性质,并利用这些性质设计了多项式时间算法:用于识别全维凸二次集合,以及寻找一个仿射函数,将非全维凸二次集合映射到低维空间中的全维同构集合,同时保持混合整数向量不变。通过证明这些结果可用于论证混合整数凸二次规划是关于整数变量个数的固定参数可解问题,我们展示了其适用性与潜在影响。该算法统一并扩展了已知的固定维数纯整数凸二次规划与凸二次规划的多项式时间可解性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
基于LDA的主题模型实践(三)
机器学习深度学习实战原创交流
23+阅读 · 2015年10月12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
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
1+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
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
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
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月14日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
1+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
3+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
4+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
4+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
17+阅读 · 6月2日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
基于LDA的主题模型实践(三)
机器学习深度学习实战原创交流
23+阅读 · 2015年10月12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
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
1+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
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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员