Métodos de regularização cúbica com aproximações preguiçosas da hessiana
dc.contributor.advisor1 | Gonçalves, Max Leandro Nobre | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7841103869154032 | |
dc.contributor.referee1 | Gonçalves, Max Leandro Nobre | |
dc.contributor.referee2 | Melo, Jefferson Divino Gonçalves de | |
dc.contributor.referee3 | Grapiglia, Geovani Nunes | |
dc.contributor.referee4 | Santos, Luiz Rafael dos | |
dc.creator | Gehlen Filho, Vilmar | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4636474390589112 | |
dc.date.accessioned | 2025-04-04T19:58:26Z | |
dc.date.available | 2025-04-04T19:58:26Z | |
dc.date.issued | 2025-02-25 | |
dc.description.abstract | In this work, we present variants of the Cubic Regularization Newton's (CRN) method incorporating lazy Hessian approximations for solving general non-convex optimization problems (0-3). We propose two approaches: the first (Algorithm 1) employs the exact gradient while reusing the same Hessian approximation for a block of \( m \) iterations, whereas the second (Algorithm 2) extends this idea by additionally allowing the use of inexact gradients. Implementations of methods, where information about derivatives are computed through finite difference strategies, are presented. One interesting feature of our algorithms is that the regularization parameter and the accuracy of the derivative approximations (when they are updated) are jointly adjusted using a nonmonotone line search criterion. We establish first-order complexity results for both methods. Specifically, for a given precision $\epsilon$, it is shown that the Algorithm~1 and Algorithm~2 require at most {$\mathcal{O}\left( m^{1/2} \epsilon^{-3/2}\right)$} outer iterations to generate an $\epsilon-$approximate critical point for aforementioned problem. When the derivatives are computed by finite difference approaches, we show that Algorithm~1 (resp. Algorithm~2) needs at most {$\mathcal{O}\left((n+m)m^{-1/2}\epsilon^{-3/2}+(n+m)\right)$} (resp. {$\mathcal{O}\left((n^2+mn)m^{-1/2}\epsilon^{-3/2}+(n^2+mn)\right)$}) gradient and function (resp. function) evaluations to generate an $\epsilon$-approximate critical point, where $n$ is the dimension of the domain of the objective function. | eng |
dc.description.resumo | Neste trabalho, apresentamos implementações de uma variante da Regularização Cúbica de Newton, incorporando aproximações preguiçosas da Hessiana para resolver problemas gerais de otimização não convexa (0-3). Nós propomos dois métodos: o primeiro (Algoritmo 1) utiliza de gradiente exato enquanto reutiliza a mesma aproximação da Hessiana para um bloco de $m$ iterações, por outro lado, o segundo (Algoritmo 2) estende essa ideia permitindo o uso de gradientes inexatos. Implementações de métodos, em que a informação sobre as derivadas são computadas por diferenças finitas são apresentadas. Um recurso interessante empregado pelos algoritmos é que ambos os parâmetros de regularização e a precisão das aproximações das derivadas (quando são atualizadas) são ajustadas usando um critério de busca linear não monótona. Estabelecemos complexidades de primeira ordem para ambos os métodos. Especificamente, dado uma precisão $\epsilon>0$, é mostrado que o Algoritmo~1 e o Algoritmo~2 requerem no máximo {$\mathcal{O}\left( m^{1/2} \epsilon^{-3/2}\right)$} iterações externas para gerar um ponto crítico $\epsilon$-aproximado do problema em questão. Quando as derivadas são computadas com aproximações por diferenças finitas, mostramos que o Algoritmo~1 (resp. Algoritmo~2) precisam no máximo {$\mathcal{O}\left((n+m)m^{-1/2}\epsilon^{-3/2}+(n+m)\right)$} (resp. {$\mathcal{O}\left((n^2+mn)m^{-1/2}\epsilon^{-3/2}+(n^2+mn)\right)$}) avaliações do gradiente e função (resp. função) para gerar um ponto crítico $\epsilon$-aproximado, onde $n$ é a dimensão do domínio da função objetivo. | |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | |
dc.identifier.citation | GEHLEN FILHO, V. Métodos de regularização cúbica com aproximações preguiçosas da hessiana. 2025. 67 f. Dissertação (Mestrado em Matemática) - Instituto de Matemática e Estatística, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2025. | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/14032 | |
dc.language | eng | |
dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Instituto de Matemática e Estatística - IME (RMG) | |
dc.publisher.initials | UFG | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Matemática (IME) | |
dc.rights | Acesso Aberto | |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
dc.subject | Método de regularização cúbica | por |
dc.subject | Análise de complexidade | por |
dc.subject | Hessiana preguiçosa | por |
dc.subject | Otimização não-convexa | por |
dc.subject | Cubic regularization method | eng |
dc.subject | Complexity analysis | eng |
dc.subject | Lazy hessian | eng |
dc.subject | Non- convex optimization | eng |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA | |
dc.title | Métodos de regularização cúbica com aproximações preguiçosas da hessiana | |
dc.title.alternative | Cubic regularization methods with lazy hessian approximations | eng |
dc.type | Dissertação |