کمینه‌سازی توابع هم‌رادیانتِ صعودی با روش شاخه و کران و کاربرد آن در بهینه‌سازی سبد سرمایه‌گذاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش ریاضی کاربردی، دانشکده ریاضی و کامپیوتر، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 گروه ریاضی، دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

چکیده

الگوریتم شاخه و کران یک روش گسترده برای بهینه‌سازی سراسری است. این الگوریتم، مجموعه شدنی مساله بهینه‌سازی را از طریق یک روش شاخه‌سازی، افراز کرده و سپس با استفاده از یک روش کران‌یابی، برای هر عضوِ افراز یک کران بالا و یک کران پایین محاسبه می‌کند. سرانجام، روش شاخه و کران، کران‌های به‌دست‌آمده و مقادیر تابع هدف را با یکدیگر مقایسه کرده و اعضایی از افراز را که شامل یک نقطه بهین نیستند حذف می‌کند. در این مقاله، الگوریتم شاخه و کران برای بهینه‌سازی توابع هم‌رادیانتِ صعودی روی زیرمجموعه‌هایی از $\mathbb{R}_+^n$ که به‌صورت اشتراک یک نیم فضا با یک سادک هستند ارائه می‌شود (هدف از در نظرگرفتن چنین مجموعه‌های شدنی، بررسی مدلی از ریاضیات مالی، تحت عنوان مدل میانگین-انحراف معیار است). ما از مفهوم تحدب مجردِ توابع هم‌رادیانتِ صعودی برای کران‌یابی (پیداکردن کران‌های پایین) استفاده می‌کنیم. در انتها ، به‌عنوان کاربردی از این دسته از مساله‌های بهینه‌سازی، مدل میانگین-انحراف معیار برای بهینه‌سازی سبد سرمایه‌گذاری را مطرح کرده و آن را با روش شاخه و کران حل می‌کنیم.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Minimization of Increasing Co-radiant Functions with Branch and Bound Method and Its Application in Portfolio Optimization

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Daryaei 1
  • AliReza Sattarzadeh 2
1 Department of Applied Mathematics, Faculty of Mathematics and Computer, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
2 Department of Mathematics, Faculty of Sciences and Modern Technologies, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.
چکیده [English]

The branch and bound algorithm is a widespread method for global optimization. This algorithm partitions the feasible set of the optimization problem through a branching method and then calculates an upper bound and a lower bound for each member of the partition using a bounding method. Finally, the branch and bound method compares the obtained bounds and the objective function values ​​with each other and removes the members of the partition that do not contain an optimal point. In this paper, the branch and bound algorithm for optimizing increasing co-radiant functions on subsets of $\mathbb{R}_+^n$ which are presented in the form of the intersection of a half-space with a simplex (the purpose of considering such feasible sets is to examine a model of financial mathematics, called the mean-standard deviation model). We use the concept of abstract convexity to increase co-radiant functions for bounding (finding lower bounds). In the end, as an application of this optimization problem, we propose the mean-standard deviation model of portfolio optimization and solve it with the branch and bound method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Branch and bound algorithm
  • Portfolio optimization
  • Mean-standard deviation model
  • Abstract convexity
  • Increasing co-radiant functions