University Sétif 1 FERHAT ABBAS Faculty of Sciences
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Auteur Fatima Arif |
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Titre : A Numerical Comparison of Two Methodes for Solving a Linear Optimization. Type de document : document électronique Auteurs : Fatima Arif, Auteur ; Amina Toulmit, Auteur ; Sekhri ,Hakima, Directeur de thèse Editeur : Sétif:UFS Année de publication : 2025 Importance : 1 vol (92 f.) Format : 29 cm Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Linear Programming
Interior Point Methods
Logarithmic Barrier Method
Minorant
and Majorant FunctionsRésumé : Abstract:
This work presents a numerical and algorithmic comparative study of the logarithmic barrier
method for solving linear programming (LP) problems. The focus is placed on computing the
search direction using Newton’s method and determining the step size through the use of minorant
and majorant functions to minimize computational cost. The proposed approach is validated
through numerical experiments that highlight the comparative performance of the resulting
algorithm.Note de contenu : Contents
I Introduction vii
x III Chapter 1 xi
IV Preliminary concepts xii
0.1 1.1 Convex Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv
0.1.1 1.1.1 A¢ ne sets and applications . . . . . . . . . . . . . . . xiv
0.1.2 1.1.2 Convex sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
0.1.3 1.1.3 Convex cones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi
0.1.4 1.1.4 Convex functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviii
0.1.5 1.1.5 Semi-continuity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xx
V Chapter 2 xxi
VI Linear programming xxii
0.2 2.1 Notion of mathematical programming . . . . . . . . . . . . . . xxiv
0.3 2.1.1 QualiÂ…cation of constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii
0.4 2.1.2 Optimality conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii
0.4.1 First-order necessary condition . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii
0.4.2 Second-order necessary condition . . . . . . . . . . . . . . . xxix
0.5 2.1.3 Main results of existence and uniqueness of (MP) . . . . . . . xxx
0.6 2.1.4 Lagrangiene Duality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxii
0.7 2.1.5 General theory of linear programming . . . . . . . . . . . . . . xxxiii
0.8 2.1.6 Usual forms of a linear programming . . . . . . . . . . . . . . xxxvii
0.8.1 Canonical form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxvii
0.8.2 Standard form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxvii
0.8.3 Mixed form (general form) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxix
0.9 2.1.7 Duality in Linear Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . xl
0.10 2.1.8 Fields of application of the linear programming . . . . . . . . xliii
0.11 2.2 Methods for solving Linear Programming . . . . . . . . . . . . . xliv
0.12 2.2.1 Simplex Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv
0.13 2.2.2 Gradient methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv
0.13.1 Conjugate gradient methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv
0.13.2 Projected gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlv
0.14 2.2.3 Interior points method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlvi
0.14.1 1. Potential Reduction method . . . . . . . . . . . . . . . . xlvi
0.14.2 2. Trajectory centering method . . . . . . . . . . . . . . . . xlviii
0.14.3 3. A¢ ne method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlviii
0.14.4 4. Barrier method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlviii
VII Chapter 3 liii
Line Search method and Logarithmic Penality method for linear pro-
gramming liv
0.15 3.1 Line Search method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lv
0.15.1 3.1.1 Principle of Linear Search . . . . . . . . . . . . . . . . lv
0.15.2 3.1.2 Rate of decrease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lvi
0.15.3 3.1.3 Objectives to achieve . . . . . . . . . . . . . . . . . . lvii
0.15.4 3.1.4 Types of Line Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . lvii
0.15.5 3.1.5 Safety interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lviii
0.16 3.2 Wolfe Line Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lviii
0.16.1 3.2.1 Insertion interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lix
0.16.2 3.2.2 Conditions of computing rk . . . . . . . . . . . . . . . lix
0.16.3 3.2.3 Shema Linear Resarch . . . . . . . . . . . . . . . . . . lix
0.16.4 3.2.4 Inexacte Line Search with Strong Wolfe Conditions . . lxi
0.16.5 3.2.5 WolfeÂ’s Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxii
0.16.6 3.2.6 WolfeÂ’s Conditions Relaxed . . . . . . . . . . . . . . . lxiii
0.16.7 3.2.7 Existence of WolfeÂ’s step . . . . . . . . . . . . . . . . . lxiv
0.17 3.3 Logarithmic Barrier Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxv
0.17.1 3.3.1 Theoretical Aspect of the Problem (P) . . . . . . . . . lxvii
0.17.2 3.3.2 Numerical Aspect of the Problem (P) . . . . . . . . . lxix
0.18 3.3.3 Minorant Functions of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxxvi
0.19 3.3.4 Majorant fuction of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxxxix
0.20 Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xci
0.21 3.4 Comparative numericaly study between line search method and
approximative function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xcii
0.21.1 3.4.1 Numerical Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xcii
0.21.2 3.4.2 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xciii
0.21.3 3.4.3 Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xcv
Conclusion xcviCôte titre : MAM/0810 A Numerical Comparison of Two Methodes for Solving a Linear Optimization. [document électronique] / Fatima Arif, Auteur ; Amina Toulmit, Auteur ; Sekhri ,Hakima, Directeur de thèse . - [S.l.] : Sétif:UFS, 2025 . - 1 vol (92 f.) ; 29 cm.
Langues : Anglais (eng)
Mots-clés : Linear Programming
Interior Point Methods
Logarithmic Barrier Method
Minorant
and Majorant FunctionsRésumé : Abstract:
This work presents a numerical and algorithmic comparative study of the logarithmic barrier
method for solving linear programming (LP) problems. The focus is placed on computing the
search direction using Newton’s method and determining the step size through the use of minorant
and majorant functions to minimize computational cost. The proposed approach is validated
through numerical experiments that highlight the comparative performance of the resulting
algorithm.Note de contenu : Contents
I Introduction vii
x III Chapter 1 xi
IV Preliminary concepts xii
0.1 1.1 Convex Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv
0.1.1 1.1.1 A¢ ne sets and applications . . . . . . . . . . . . . . . xiv
0.1.2 1.1.2 Convex sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
0.1.3 1.1.3 Convex cones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi
0.1.4 1.1.4 Convex functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviii
0.1.5 1.1.5 Semi-continuity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xx
V Chapter 2 xxi
VI Linear programming xxii
0.2 2.1 Notion of mathematical programming . . . . . . . . . . . . . . xxiv
0.3 2.1.1 QualiÂ…cation of constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii
0.4 2.1.2 Optimality conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii
0.4.1 First-order necessary condition . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii
0.4.2 Second-order necessary condition . . . . . . . . . . . . . . . xxix
0.5 2.1.3 Main results of existence and uniqueness of (MP) . . . . . . . xxx
0.6 2.1.4 Lagrangiene Duality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxii
0.7 2.1.5 General theory of linear programming . . . . . . . . . . . . . . xxxiii
0.8 2.1.6 Usual forms of a linear programming . . . . . . . . . . . . . . xxxvii
0.8.1 Canonical form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxvii
0.8.2 Standard form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxvii
0.8.3 Mixed form (general form) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxix
0.9 2.1.7 Duality in Linear Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . xl
0.10 2.1.8 Fields of application of the linear programming . . . . . . . . xliii
0.11 2.2 Methods for solving Linear Programming . . . . . . . . . . . . . xliv
0.12 2.2.1 Simplex Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv
0.13 2.2.2 Gradient methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv
0.13.1 Conjugate gradient methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv
0.13.2 Projected gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlv
0.14 2.2.3 Interior points method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlvi
0.14.1 1. Potential Reduction method . . . . . . . . . . . . . . . . xlvi
0.14.2 2. Trajectory centering method . . . . . . . . . . . . . . . . xlviii
0.14.3 3. A¢ ne method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlviii
0.14.4 4. Barrier method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xlviii
VII Chapter 3 liii
Line Search method and Logarithmic Penality method for linear pro-
gramming liv
0.15 3.1 Line Search method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lv
0.15.1 3.1.1 Principle of Linear Search . . . . . . . . . . . . . . . . lv
0.15.2 3.1.2 Rate of decrease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lvi
0.15.3 3.1.3 Objectives to achieve . . . . . . . . . . . . . . . . . . lvii
0.15.4 3.1.4 Types of Line Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . lvii
0.15.5 3.1.5 Safety interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lviii
0.16 3.2 Wolfe Line Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lviii
0.16.1 3.2.1 Insertion interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lix
0.16.2 3.2.2 Conditions of computing rk . . . . . . . . . . . . . . . lix
0.16.3 3.2.3 Shema Linear Resarch . . . . . . . . . . . . . . . . . . lix
0.16.4 3.2.4 Inexacte Line Search with Strong Wolfe Conditions . . lxi
0.16.5 3.2.5 WolfeÂ’s Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxii
0.16.6 3.2.6 WolfeÂ’s Conditions Relaxed . . . . . . . . . . . . . . . lxiii
0.16.7 3.2.7 Existence of WolfeÂ’s step . . . . . . . . . . . . . . . . . lxiv
0.17 3.3 Logarithmic Barrier Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxv
0.17.1 3.3.1 Theoretical Aspect of the Problem (P) . . . . . . . . . lxvii
0.17.2 3.3.2 Numerical Aspect of the Problem (P) . . . . . . . . . lxix
0.18 3.3.3 Minorant Functions of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxxvi
0.19 3.3.4 Majorant fuction of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lxxxix
0.20 Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xci
0.21 3.4 Comparative numericaly study between line search method and
approximative function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xcii
0.21.1 3.4.1 Numerical Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xcii
0.21.2 3.4.2 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xciii
0.21.3 3.4.3 Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xcv
Conclusion xcviCôte titre : MAM/0810 Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAM/0810 MAM/0810 Mémoire Bibliothèque des sciences Anglais Disponible
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