]> gitweb.michael.orlitzky.com - dunshire.git/blobdiff - dunshire/cones.py
Use :math: in a few docstrings in the cones module.
[dunshire.git] / dunshire / cones.py
index 7fc8bf94993e4df86b2f57c2e6b6d6aefa65d8c4..50c57e747952cd207005d82ef25b6817e29bef61 100644 (file)
@@ -77,6 +77,44 @@ class SymmetricCone:
         raise NotImplementedError
 
 
+    def ball_radius(self, point):
+        """
+        Return the radius of a ball around ``point`` in this cone.
+
+        Since a radius cannot be negative, the ``point`` must be
+        contained in this cone; otherwise, an error is raised.
+
+        Parameters
+        ----------
+
+        point : matrix
+            A point contained in this cone.
+
+        Returns
+        -------
+
+        float
+            A radius ``r`` such that the ball of radius ``r`` centered at
+            ``point`` is contained entirely within this cone.
+
+        Raises
+        ------
+
+        NotImplementedError
+            Always, this method must be implemented in subclasses.
+
+        Examples
+        --------
+
+            >>> K = SymmetricCone(5)
+            >>> K.ball_radius(matrix([1,1,1,1,1]))
+            Traceback (most recent call last):
+            ...
+            NotImplementedError
+
+        """
+        raise NotImplementedError
+
 
     def dimension(self):
         """
@@ -201,6 +239,64 @@ class NonnegativeOrthant(SymmetricCone):
         return all([x > -options.ABS_TOL for x in point])
 
 
+    def ball_radius(self, point):
+        """
+        Return the radius of a ball around ``point`` in this cone.
+
+        Since a radius cannot be negative, the ``point`` must be
+        contained in this cone; otherwise, an error is raised.
+
+        The minimum distance from ``point`` to the complement of this
+        cone will always occur at its projection onto that set. It is
+        not hard to see that the projection is directly along one of the
+        coordinates, and so the minimum distance from ``point`` to the
+        boundary of this cone is the smallest coordinate of
+        ``point``. Therefore any radius less than that will work; we
+        divide it in half somewhat arbitrarily.
+
+        Parameters
+        ----------
+
+        point : matrix
+            A point contained in this cone.
+
+        Returns
+        -------
+
+        float
+            A radius ``r`` such that the ball of radius ``r`` centered at
+            ``point`` is contained entirely within this cone.
+
+        Raises
+        ------
+
+        TypeError
+            If ``point`` is not a :class:`cvxopt.base.matrix`.
+
+        TypeError
+            If ``point`` has the wrong dimensions.
+
+        ValueError
+            if ``point`` is not contained in this cone.
+
+        Examples
+        --------
+
+            >>> K = NonnegativeOrthant(5)
+            >>> K.ball_radius(matrix([1,2,3,4,5]))
+            0.5
+
+        """
+        if not isinstance(point, matrix):
+            raise TypeError('the given point is not a cvxopt.base.matrix')
+        if not point.size == (self.dimension(), 1):
+            raise TypeError('the given point has the wrong dimensions')
+        if not point in self:
+            raise ValueError('the given point does not lie in the cone')
+
+        return min(list(point)) / 2.0
+
+
 
 class IceCream(SymmetricCone):
     """
@@ -305,6 +401,81 @@ class IceCream(SymmetricCone):
             return norm(radius) < (height + options.ABS_TOL)
 
 
+    def ball_radius(self, point):
+        r"""
+        Return the radius of a ball around ``point`` in this cone.
+
+        Since a radius cannot be negative, the ``point`` must be
+        contained in this cone; otherwise, an error is raised.
+
+        The minimum distance from ``point`` to the complement of this
+        cone will always occur at its projection onto that set. It is
+        not hard to see that the projection is at a "down and out" angle
+        of :math:`\pi/4` towards the outside of the cone. If one draws a
+        right triangle involving the ``point`` and that projection, it
+        becomes clear that the distance between ``point`` and its
+        projection is a factor of :math:`1/\sqrt(2)` times the "horizontal"
+        distance from ``point`` to boundary of this cone. For simplicity
+        we take :math:`1/2` instead.
+
+        Parameters
+        ----------
+
+        point : matrix
+            A point contained in this cone.
+
+        Returns
+        -------
+
+        float
+            A radius ``r`` such that the ball of radius ``r`` centered at
+            ``point`` is contained entirely within this cone.
+
+        Raises
+        ------
+
+        TypeError
+            If ``point`` is not a :class:`cvxopt.base.matrix`.
+
+        TypeError
+            If ``point`` has the wrong dimensions.
+
+        ValueError
+            if ``point`` is not contained in this cone.
+
+        Examples
+        --------
+
+        The height of ``x`` below is one (its first coordinate), and so
+        the radius of the circle obtained from a height-one cross
+        section is also one. Note that the last two coordinates of ``x``
+        are half of the way to the boundary of the cone, and in the
+        direction of a 30-60-90 triangle. If one follows those
+        coordinates, they hit at :math:`\left(1, \frac{\sqrt(3)}{2},
+        \frac{1}{2}\right)` having unit norm. Thus the "horizontal"
+        distance to the boundary of the cone is :math:`1 - \left\lVert x
+        \right\rVert`, which simplifies to :math:`1/2`. And rather than
+        involve a square root, we divide by two for a final safe radius
+        of :math:`1/4`.
+
+            >>> from math import sqrt
+            >>> K = IceCream(3)
+            >>> x = matrix([1, sqrt(3)/4.0, 1/4.0])
+            >>> K.ball_radius(x)
+            0.25
+
+        """
+        if not isinstance(point, matrix):
+            raise TypeError('the given point is not a cvxopt.base.matrix')
+        if not point.size == (self.dimension(), 1):
+            raise TypeError('the given point has the wrong dimensions')
+        if not point in self:
+            raise ValueError('the given point does not lie in the cone')
+
+        height = point[0]
+        radius = norm(point[1:])
+        return (height - radius) / 2.0
+
 
 class SymmetricPSD(SymmetricCone):
     r"""
@@ -579,11 +750,10 @@ class CartesianProduct(SymmetricCone):
 
     def cvxopt_dims(self):
         """
-        Return a dictionary of dimensions corresponding to the factors
-        of this cartesian product. The format of this dictionary is
-        described in the CVXOPT user's guide:
-
-          http://cvxopt.org/userguide/coneprog.html#linear-cone-programs
+        Return a dictionary of dimensions corresponding to the
+        factors of this cartesian product. The format of this dictionary
+        is described in the `CVXOPT user's guide
+        <http://cvxopt.org/userguide/coneprog.html#linear-cone-programs>`_.
 
         Returns
         -------