MDM ALGORITHM AND SYLVESTER’S PROBLEM

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

When developing numerical methods for solving nonlinear minimax problems, the following auxiliary problem arose: in the convex hull of some finite set in Euclidean space, find the point with the lowest norm. In 1971, B. Mitchell, V. Demyanov and V. Malozemov proposed a non-standard algorithm for solving this problem, which later became known as the MDM algorithm (based on the capital letters of the authors’ surnames). This article discusses a specific minimax problem: to find a ball of the smallest volume containing a given finite set of points. It is called the Sylvester problem and is a special case of the Chebyshev center of the set problem. The convex quadratic programming problem with simplex constraints is compared to the Sylvester problem. To solve this problem, the article suggests using a variant of the MDM algorithm. With its help, a minimizing sequence of plans is built, such that only two components differ from neighboring plans. The numbers of these components are selected based on certain optimality conditions. The weak convergence of the obtained sequence of plans is proved, from which follows the norm convergence of the corresponding sequence of vectors to the only solution of the Sylvester problem. Four typical examples on the plane are given.

About the authors

V. N Malozemov

S.-Pb State University

Email: v.malozemov@spbu.ru
St. Petersburg

N. A Solovyova

S.-Pb State Economy

Email: 4vinyo@gmail.com
St. Petersburg

G. Sh Tamasyan

A. F. Mozhaisky MCA; IAM RAS

Email: grigoriytamasjan@mail.ru
St. Petersburg; St. Petersburg

References

  1. Зуховицкий С. И. Алгоритм для отыскания точки, наименее уклоняющейся (в смысле П. Л. Чебышева) от данной системы
  2. Гавурин М. К., Малоземов В. Н. Экстремальные задачи с линейными ограничениями. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. 176 с.
  3. Малоземов В. Н., Плоткин А. В. Двойственность в квадратичном программировании. Задача Сильвестра // Семинар “CNSA & NDO”. Избранные доклады. 8 декабря 2021 г. (дата обращения: 31.01.2024).
  4. Митчелл Б. Ф., Демьянов В. Ф., Малоземов В. Н. Нахождение ближайшей к началу координат точки многогранника // Вестник ЛГУ. 1971. № 19. С. 38–45.
  5. Малоземов В. Н. МДМ-методу — 50 лет // Семинар “CNSA & NDO”. Избранные доклады. 10 ноября 2021 г. (дата обращения: 31.01.2024).
  6. Lopez J., Barbero A., Dorronsoro J. R. On the equivalence of the SMO and MDM algorithms for SVM training / Springer-Verlag Berlin Heidelberg. W. Daelemans et al. (Eds.): ECML PKDD 2008, Part I, LNAI 5211, pp. 288–300.
  7. Малозёмов В. Н., Соловьева Н. А. МДМ-метод для решения общей квадратичной задачи математической диагностики // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2023. 10(3). С. 516–529.
  8. Малоземов В. Н., Соловьева Н. А., Тамасян Г. Ш. MDM-алгоритм и задача Сильвестра // Математические методы распознавания образов: Тезисы докладов 21-й Всероссийской конф. с международным участием, Москва, 12–15 декабря 2023 года. М.: РАН, 2023. С. 87–89.
  9. Даугавет В. А. Численные методы квадратичного программирования. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2004. 128 с.
  10. E. Alper Yildirim. Two algorithms for the minimum enclosing ball problem // SIAM J. OPTIM. Vol. 19. N 3. 2008. P. 1368–1391.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences