We extend rank-constrained optimization to general hyperbolic programs (HP) using the notion of matroid rank. For LP and SDP respectively, this reduces to sparsity-constrained LP and rank-constrained SDP that are already well-studied. But for QCQP and SOCP, we obtain new interesting optimization problems. For example, rank-constrained SOCP includes weighted Max-Cut and nonconvex QP as special cases, and dropping the rank constraints yield the standard SOCP-relaxations of these problems. We will show (i) how to do rank reduction for SOCP and QCQP, (ii) that rank-constrained SOCP and rank-constrained QCQP are NP-hard, and (iii) an improved result for rank-constrained SDP showing that if the number of constraints is $m$ and the rank constraint is less than $2^{1/2-\epsilon} \sqrt{m}$ for some $\epsilon>0$, then the problem is NP-hard. We will also study sparsity-constrained HP and extend results on LP sparsification to SOCP and QCQP. In particular, we show that there always exist (a) a solution to SOCP of cardinality at most twice the number of constraints and (b) a solution to QCQP of cardinality at most the sum of the number of linear constraints and the sum of the rank of the matrices in the quadratic constraints; and both (a) and (b) can be found efficiently.
翻译:我们利用类固醇等级的概念,将等级限制的优化扩大到普通超曲程序(HP),使用类固醇等级的概念。对于LP 和 SDP 来说,这将降低到已经得到很好研究的受限制的LP 和受等级限制的SDP 。但是对于QCQP 和 SCP 来说,我们获得了新的有趣的优化问题。例如,受等级限制的SCP 包括加权的Max-Cut 和非convex QP 作为特例,而降级限制导致这些问题的标准SOP-CP 松散。我们将显示 (一) 如何降低SOP和QQP 的SOL, (二) 受等级限制的SCP 和 等级限制的等级限制是硬的, (三) 受等级限制的SDP 的改善结果显示,如果制约的数量是1美元, 等级限制小于2 1/2- eplon} 降级限制导致这些问题的SOP 的基质 。 (一) 最难的NP 和最难的 Q 的,我们将在SIC 和 Q 上 的 的 的 质 的 质 质 的 质 质 质 的 质 质 质 的 质 质 质 和 质 的 的 质 质 质 质 质 的 质 质 质 质 质 质 的 质 质 质 的 的 质 质 质 质 质 质 的 的 质 质 质 的 质 质 质 质 质 的 质 质 和 质 质 质 质 质 质 的 质 质 质 质 质 质 的 的 质 质 质 的 的 质 质 质 质 质 质 质 质 的 的 质 质 质 质 质 质 质 性 质 性 性 性 质 性 性 性 性 性 性 性 性 性 质 性 性 度 质 质 质 质 性 性 质 性 性 性 性