Кіріспе
Итеративті әдіс дөңес функцияларды кішітеу үшін. Математикалық оптимизацияда эллипсоид әдісі – дөңес жиындарда дөңес функцияларды кішітеуге арналған итеративті әдіс. Эллипсоид әдісі эллипсоидтар тізбегін құрайды, олардың көлемі әр қадамда біркелкі түрде кемиді, осылайша дөңес функцияның минимум нүктесін қамтиды. Рационалдық деректермен шешілетін мүмкін болатын сызықтық оптимизациялық есептерге қатысты маманданған жағдайда, эллипсоид әдісі кіріс мөлшеріне пропорционал қадамдар санында оңтайлы шешімді табатын алгоритм болып табылады.
In mathematical optimization, the ellipsoid method is an iterative method for minimizing convex functions over convex sets. The ellipsoid method generates a sequence of ellipsoids whose volume uniformly decreases at every step, thus enclosing a minimizer of a convex function. When specialized to solving feasible linear optimization problems with rational data, the ellipsoid method is an algorithm which finds an optimal solution in a number of steps that is polynomial in the input size.
Тарих
Эллипсоидтық әдістің тарихы ұзақ. Итеративтік әдіс ретінде алғашқы нұсқасын Наум З. Шор енгізді. 1972 жылы Аркадий Немировский мен Дэвид Б. Юдин (Джудин) нақты дөңес функцияны азайтуға арналған жуықтау алгоритмін зерттеді. Леонид Хачиян рационалдық деректермен сызықтық бағдарламалау мәселелерін шешу алгоритмі ретінде эллипсоидтық алгоритмді зерттеді; Хачиянның жетістігі – сызықтық бағдарламалардың полиномиалдық уақытта шешілетінін дәлелдеу болды. Бұл теориялық тұрғыдан маңызды қадам еді: сол кезде сызықтық мәселелерді шешудің стандартты алгоритмі – симплекс алгоритмі еді, оның орындалу уақыты әдетте мәселенің өлшеміне пропорционалды, бірақ мәселенің өлшеміне қатысты экспоненциалды уақытталатын мысалдар да бар. Сондықтан, барлық жағдайларда полиномиалды уақытта жұмыс істейтіні кепілдік берілген алгоритмнің болуы теориялық үзіліс сияқты көрінеді. Хачиянның жұмысы алғаш рет сызықтық бағдарламаларды шешуге арналған алгоритмдердің орындалу уақытының полиномиалды екенін дәлелдеуге болатынын көрсетті. Бірақ, практикада алгоритм өте баяу және іс жүзінде пайдасы шамалы, алайда ол кейінгі жұмыстарға шабыт берді, олар көп пайдалы болды. Атап айтқанда, Кармаркар алгоритмі, ішкі нүктелік әдіс, практикада эллипсоидтық әдіске қарағанда әлдеқайда жылдам. Кармаркар алгоритмі ең жаман жағдайда да жылдам. Эллипсоидтық алгоритм күрделілік теориясының мамандарына проблеманың өлшемдеріне және деректердің мөлшеріне байланысты (ең жаман жағдайда) шектеулерді анықтауға мүмкіндік берді, бірақ қатарлар санына емес, сондықтан ол көп жылдар бойы комбинаторлық оптимизация теориясында маңызды болып келді. Тек 21 ғасырда ғана ұқсас күрделілік қасиеттері бар ішкі нүктелік алгоритмдер пайда болды.