ラグランジュの未定乗数法
動機
ラグランジュの未定定数法でよく下図のような絵を書いて,目的関数の勾配と等式制約の勾配がいい感じに比例するような点が停留点になっているんだ!というような幾何的イメージによった説明をよく見かけます.
僕はこの説明があまり好きではありません.これだと等式制約がたくさんある場合,さっきのイメージでは説明がつかなくなってしまいます.
そこで,この記事ではラグランジュの未定乗数法の幾何的なイメージではなく,式の意味を中心に説明したいと思います.
問題設定
等式制約をみたすような
ラグランジュの未定乗数法
ラグランジュの未定定数法では
という関数を考えます.この関数の停留点をためしに求めてみましょう.微分すると
これでいいのか
- 制約集合上の点
の制約集合近傍は を通る 個の接平面で近似できる.
この仮定があるので,
が線形独立