Optimization第四讲

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最优化理论_第4章_1_无约束优化问题的最优性条件

最优化理论_第4章_1_无约束优化问题的最优性条件
最优化理论与方法
最优性条件和优化设计
哈尔滨工程大学 理学院 戴运桃 Email: peach0040@
1. 最优解的定义
* x [定义 1.1]设 D ,
* * x D f ( x ) f ( x ) x 若对任意的 ,都有 ,则称 为
优化问题的全局(整体)最优解(极小点) 。
* 2 f ( x ) 0 f ( x) 为半正定矩阵。 点,则 ,
n [定理 2.4] (二阶充分条件)设 f : R R 在开集 D 上二阶连
* 2 * f ( x ) f ( x ) 0 x 续可微,若 , 为正定矩阵,则 D 是最
优化问题的严格局部极小点。
例 求函数
2)得到新点X(1)后再选择一个新的使函数值迅速下 降的方向及适当的步长,从X(1)点出发再跨出一步, 达到X(2)点,并依此类推,一步一步地向前探索并重 复数值计算,最终达到目标函数的最优点。
在中间过程中每一步的迭代形式为:
x k 1 x k k S k F ( x k 1 ) F ( x k ) k 0,1,2,…

,使得:
* * * f ( x ) f ( x ), x D U ( x ) x , 则称 为最优化问题
的局部最优解(极小点)
* * * * f ( x ) f ( x ), x D U ( x ), x x x , 则称 为最优化
问题的严格局部最优解(极小点) 。
2 4
由此知X1是函数的极小值点, X4是函数的极大值点,X2 和X3均为非极值点。
3、优化设计问题的基本解法
求解优化问题的基本解法有:解析法和数值法 解析法:即利用数学分析 ( 微分、变分等)的 方法,根据函数(泛函)极值的必要条件和充 分条件求出其最优解析解的求解方法 。在目 标函数比较简单时,求解还可以。 局限性:工程优化问题的目标函数和约束条件往 往比较复杂,有时甚至还无法用数学方程描述, 在这种情况下应用数学分析方法就会带来麻烦。

最优化方法讲义

最优化方法讲义

最优化方法讲义
哇塞,最优化方法讲义啊,这可真是个超级有趣的东西呢!
那最优化方法到底是啥呢?简单来说,就是找到一个最好的解决方案。

这就好像你在一堆糖果中找那颗最甜的,或者在一群人里找到最合适的伙伴一起完成一项任务。

它有一些具体的步骤哦!首先得明确目标,就像你要知道自己到底要找什么样的糖果。

然后呢,建立数学模型,这就像是给找糖果这件事定个规则。

接着要选择合适的算法,这就像是选择用哪种工具去挑糖果。

在这个过程中,可得注意啦!目标一定要清晰明确,不能模模糊糊的,不然怎么知道自己要找啥呀。

模型也得合理,不能乱套呀。

算法的选择更是关键,选不好可就事倍功半啦!
在这个过程中,安全性和稳定性那也是相当重要的呀!就好比你走在钢丝上,要是不安全不稳定,那随时可能掉下去。

如果在最优化的过程中出了问题,那后果可能不堪设想。

所以一定要保证每一步都稳稳当当的,不能有丝毫马虎。

那最优化方法的应用场景可多了去啦!比如在工程领域,可以让设计更合理,更高效。

在经济领域,可以让资源分配更科学。

它的优势也很明显呀,能提高效率,节省成本,还能让结果更完美。

这就好像给你配备了一把神奇的钥匙,能打开各种难题的大门。

我给你说个实际案例哈,有家工厂在生产产品的时候,通过最优化方法来安排生产流程,结果呢,生产效率大大提高了,成本降低了不少,产品质量也更好了。

这效果,简直太棒啦!这不就充分说明了最优化方法的厉害之处嘛!
所以呀,最优化方法真的是个超级棒的东西,能让我们的生活和工作变得更加美好,更加高效!。

临床循证研究的方法学(第四讲 临床研究中对照的设置原则)赤峰第二医院刘春玲

临床循证研究的方法学(第四讲 临床研究中对照的设置原则)赤峰第二医院刘春玲

Network Optimization Expert Team
第二节 设立对照方法
• 一、按照对照的选择方法分类
• 1、随机对照:严格按随机化方法将研究对象分为试验组和对照组,以此方法设立
的对照类型即位随机对照。 • 主要优点:由于随机化课最大限度地避免研究对象和研究者分组时的主观因素 影响,师德对照组除研究因素外其他非研究因素,包括已知、未知,可测量和不可 测量的所有因素,都与试验组达到一致,组间可比性非常好。
处理方法作为对照。 • 目的是比较试验措施是否优于活性对照所采用的有效措施,通常试验措施采用的 是前期已经证明有效或优于安慰剂的有效措施。
Network Optimization Expert Team
第二节 设立对照方法
• 三、按时间分类
• 1、同期对照:指试验组和对照组同时开始、同时结束研究,并经历同样的研究过
• 五、其他分类:

对照的设立主要基于研究的目的,不同的研究目的选择的对照有所不同,可以 多种情况组合。
Network Optimization Expert Team
Network Optimization Expert Team
谢谢聆听!
• 2、非随机对照:是未按随机化方法选择的对照。


(1)优点:简单易行,常见的实施手术和保守治疗,容易被医生和患者接受。
(2)缺点:由于不同病情或并发症的患者其基本临床特征和主要预后因素可能与试 验组有较明显的差异,缺乏可比性,容易导致结果的不真实。
Network Optimization Expert Team
• 2、交叉对照:将整个设计分为两个阶段,
• • • • 第一阶段:研究对象分试验组和对照组,分别接受试验和独照措施 第二阶段:两组的试验措施互换。 (1)优点:消除了个体差异,节约样本量和能满足每个研究对象都接受试验措施的 需求。具有自身前后对照和组间对照的优点。 (2)缺点:各阶段起点研究对象的病情和一般情况等基线情况很难达到完全相同,

优化方法PPT课件

优化方法PPT课件
如:小于 1 0 3
无约束优化 m in f ( x ) x n
F(x)
Xl Xg
最优解都是局部最 优解,全局最优解只 能从局部最优解的 X 比较中得到.
梯 度 : f(x ) ( f, f, x 1 x 2
, x fn ) T ,H e s s ia n 矩 阵 : 2 f(x ) ( x i2 fx j)m n
必 要 条 件 :若 x * 为 的 极 小 点 , 则 f(x * ) 0
充 要 条 件 :若 f(x * ) 0 , 2f(x * )正 定 , 则 x * 是 极 小 点
唯一极小 (全局极小)
f 0.298
f 0
f( x 1x 2 ) 2 x 1 2 2 x 1 x 2 x 2 2 3 x 1 x 2
多局部极小
f 0.298
求解方法:搜索算法(数值迭代)
在迭代的每一步,确定一个搜索方向和一个步长,使沿此方向和 此步长走一步到达下一点时,函数f(X)的值下降.
步长的选择:搜索方向 d k 确定后,求步长实际上是一个一维d k
优化问题 m ifn(xk dk)
称为一维搜索
成功-失败法 黄金分割法(0.618法)
停 止 迭 代 ,X *X k. 否 则 ,转 向 ( 3 ) ;
⑷ 令Sk f Xk ,从 Xk 出发,沿Sk 进行一维搜索, 基
即求k使得:
minf Xk Sk
0
f
Xk kSk

本 算
⑸ 令Xk1Xk kSk,k=k+1返回⑵.

最速下降法是一种最基本的算法,它在最优化方法中占有重要地位.最
速下降法的优点是工作量小,存储变量较少,初始点要求不高;缺点是收敛

《最优化方法》课件

《最优化方法》课件
7பைடு நூலகம்
5
2. 学习本课程所需的数学知识
向量、向量的模(范数)、向量的运算、 线性相关与无关、基. 矩阵的运算及性质、矩阵的秩、特征值、正定性。 向量函数、连续性、可微性、 梯度、海森矩阵、向量函数(多元函数)的Taylor定 理
6
3. 学习要求
掌握主要的优化模型的数学计算方法. 了解优化方法的数学原理. 了解现代优化方法. 熟练掌握应用数学软件计算优化问题.
3
二次大战以后,在军事运筹小组中工作过的一部分科 学家开始转入民用部门,他们把对军事系统最优化的研究 成果拓展到各种民用系统的研究上。
1947年美国数学家G.B.Dantzig在研究美国空军资源 配置时,提出了求解线性规划的有效方法—单纯形法。二 十世纪五十年代初,应用计算机求解线性规划获得成功。
2
运筹学这一名词最早出现于1938年。当时英,美等国盟军 在与德国的战争中遇到了许多错综复杂的战略和战术问题难以 解决,比如
(1)防空雷达的布置问题:
(2)护航舰队的编队问题:
为了应付上述各种复杂问题,英美等国逐批召集不同专业 背景的科学家,在三军组织了各种研究小组,研究的问题都是 军事性质的,在英国称为“Operational Research”,其他英语 国家称为“Operations Research”,意思是军事行动研究。这些 研究小组运用系统优化的思想,应用数学技术分析军事问题, 取得了非常理想的效果。
至五十年代末,一些工业先进国家的大型企业已经较 普遍地使用运筹学方法解决在生产经营管理中遇到的实际 问题,并取得了良好的效果,至六十年代中期,运筹学开 始应用于一些服务性行业和公用事业。
4
我国运筹学的研究始于五十年代中期,当时由钱学森教 授将运筹学从西方国家引入我国,以华罗庚教授为首的一大 批科学家在有关企事业单位积极推广和普及运筹学方法,在 建筑,纺织,交通运输,水利建设和邮电等行业都有不少应 用。关于邮递员投递的最佳路线问题就是由我国年轻的数学 家管梅谷于1962年首先提出的,在国际上统称为中国邮递员 问题。我国运筹学的理论和应用研究在较短时间内赶上了世 界水平。

最优化方法之 对偶理论讲解

最优化方法之 对偶理论讲解

问题: 0成立的条件.
LP 对偶问题的表达
(1)对称LP问题的定义
(P)
min s.t.
cT x Ax b x0
(2)对称LP问题的对偶问题
max
(D)
bT w AT w c w0
s.t.
例:写出下列LP问题的对偶问题
min 8 x1 16 x2 12 x3 2 x1 4 x2 s.t. 2 x1 4 x3 3 x1 , x2 , x3 0
线性规划的对偶问题为:
max wT b1 vT b2 s.t. wT A1 vT A2 c w0
求下列非线性规划问题的对偶问题:
2 min x12 x2 s.t. x1 x2 4 0 x1 , x2 0
解:把变量的非负限制作为集约束,即 x1 x D x1 0, x2 0 , x2
( w, v) inf f ( x) wT g ( x) vT h( x) | x D f ( x) wT g ( x) vT h( x) f ( x).


推论1: 对于原问题和对偶问题 ,必有 inf f ( x) | g ( x) 0, h( x) 0, x D sup (w, v) | w 0. 1,, m h j ( x) 0, j 1,, l xD
集约束
(1)
定义(1)的对偶问题:
max ( w, v) s.t. w 0
(2)
max ( w, v) s.t. w 0
m l 其中 ( w, v) inf f ( x) wi gi ( x) v j h j ( x) x D i 1 j 1

最优化之多目标规划

最优化之多目标规划

•4. 模型简化:
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最优化之多目标规划
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最优化之多目标规划
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最优化之多目标规划
•四、模型1的求解
• 由于a是任意给定的风险度,到底怎样给定没有一个 准则,不同的投资者有不同的风险度。我们从a=0开始, 以步长△a=0.001进行循环搜索,编制程序如下:
• 有n个决策变量,k个目标函数, m个约束方程,
• 则:

Z=F(X) 是k维函数向量,

(X)是m维函数向量;

G是m维常数向量;

• 对于线性多目标规划问题,可以进一步用矩阵表示:
• 式中:

X 为n 维决策变量向量;

C 为k×n 矩阵,即目标函数系数矩阵;

A 为m×n 矩阵,即约束方程系数矩阵;
•非劣解可以用图1说明。
•图1 多目标规划的劣解与非劣解
• 在图1中,max(f1, f2) . 就方案①和②来说,①

f2 目标值比②大,
但其目标值 f1 比②小,
因此无法确定这两个方
案的优与劣。
• 在各个方案之间,
显然:④比①好,⑤比
④好, ⑥比②好, ⑦比
③好……。
• 而对于方案⑤、 ⑥、⑦之间则无法确 定优劣,而且又没有 比它们更好的其他方 案,所以它们就被称 为多目标规划问题的 非劣解或有效解, •其 余 方 案 都 称 为 劣 解 。 •所 有 非 劣 解 构 成 的 集 合称为非劣解集。
•To Matlab(xxgh5)
•xlabel('a'),ylabel('Q')
PPT文档演模板

最优化方法全部ppt课件

最优化方法全部ppt课件
解法:Lagrange乘子法
1.2 实例
数据拟合问题 原料切割问题 运输问题 营养配餐问题 分配问题
1.3 基本概念
1. 最优化问题的向量表示法
设 xvx1,x2,L,xnT 则
m i n fx 1 ,x 2 ,L ,x n m i n fx v (1)
以向量为变量的实值函数 定义向量间的序关系(定义1.1):
②取 c0,1,4,9,L并画出相应的曲线(称之为等值线).
③确定极值点位置,并用以往所学方法求之。
易知本题的极小值点 xv* 2,1T。
再复杂点的情形见P13上的例1.7。 虽然三维及以上的问题不便于在平面上画图,图解 法失效,但仍有相应的等值面的概念,且等值面具有以 下性质:
①有不同函数值的等值面互不相交(因目标函数是单值 函数的缘故);
其中
g1 xv0
x1
g2 xv0
x1
L
gv
xv0
g1 xv0
x2
g2 xv0
x2
L
M
g1 xv0
xn
M
g2 xv0
xn
称为向量值函数 gv xv 在点
L
xv 0
g
m xv0
x1
g
m
xv0
x2
g
M
m xv0
xn
处的导数,
而gv xv0 T 称为向量值函数 gv xv 在点 xv 0 处的Jacobi矩阵。
称为最优化方法。最优化方法是在第二次世界大战前后,
在军事领域中对导弹、雷达控制的研究中逐渐发展起来 的。
最优化方法解决问题一般步骤: (1)提出需要进行最优化的问题,开始收集有关资 料和数据; (2)建立求解最优化问题的有关数学模型,确定变 量,列出目标函数和有关约束条件; (3)分析模型,选择合适的最优化方法; (4)求解方程。一般通过编制程序在电子计算机上 求得最优解; (5)最优解的验证和实施。 随着系统科学的发展和各个领域的需求,最优化方 法不断地应用于经济、自然、军事和社会研究的各个领 域。

convex optimization介绍

convex optimization介绍

Convex optimization是数学最优化的一个子领域,它研究的是定义于凸集中的凸函数的最小化问题。

通俗地说,就像在光滑的山坑中投掷小球,小球会停在最低点,这就是“凸优化”。

而相对地,若山坑内凹凸不平,甚至有更小的坑洞,那么小球有时就会被粗糙的平面卡住,而有时则会落在最低点,这就是“非凸优化”。

凸优化中的一些理论与思想可以被延伸到整个优化领域甚至其他学科,很多非凸问题的解决方法之一就是将其在某种程度上转化为凸问题,然后利用凸优化的方法技巧来计算。

不仅在数学领域,计算机科学、工程学、甚至在金融与经济学领域,凸优化都成为很多学生需研究者需要学习的一门课程。

以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅相关网站。

matlab里optimization函数

matlab里optimization函数

matlab里optimization函数Matlab (MATrix LABoratory) 是一种广泛使用的数值计算和科学数据可视化软件。

在Matlab 中,优化是一个重要的问题,经常涉及到求解最大化或最小化一个目标函数的问题。

为了实现这一目标,Matlab 提供了一系列的优化函数,其中最常用的是optimization函数。

本文将逐步回答有关Matlab中优化函数的各种问题,包括功能、用法以及示例。

一、优化函数的功能optimization函数是Matlab中用于求解数学规划问题的函数,它能够找到目标函数在给定约束条件下的最优解。

优化函数可以解决线性和非线性问题,并且支持不等式和等式约束条件。

它可以求解多种类型的优化问题,包括线性规划、整数规划、非线性规划、二次规划等。

在实际应用中,优化函数常用于最优化问题的求解,例如最小化生产成本、最大化利润等。

二、优化函数的用法在Matlab中,使用优化函数的一般步骤如下:1. 定义目标函数:首先需要定义一个目标函数,即要最小化或最大化的函数。

目标函数可以是线性或非线性的,并且可以包含一个或多个变量。

在定义目标函数时,需要将其编写为一个Matlab函数文件。

2. 定义约束条件:如果问题存在约束条件,则需要定义约束条件。

约束条件可以是等式约束,也可以是不等式约束。

约束条件可以用等式或不等式的形式表示,并且可以包含一个或多个变量。

在定义约束条件时,需要将其编写为一个Matlab函数文件。

3. 设置优化参数:在求解优化问题之前,需要设置一些优化参数,包括最大迭代次数、容许误差等。

这些参数将影响优化算法的收敛速度和精度。

4. 调用优化函数:使用Matlab中的优化函数来求解优化问题。

根据问题的类型和要求,可以选择不同的优化函数。

在调用优化函数时,需要输入目标函数、约束条件、优化参数等,并将结果保存在一个变量中。

5. 解析最优解:最后,根据优化函数的返回结果,可以解析获得问题的最优解。

最优化第四部分

最优化第四部分

无,且xk+1=xk,则缩短步长,仍从xk出发进行下一次轴向移动;若
无,且xk+1xk,则仍从xk出发用步长k进行下一次轴向移动.
最优化理论与方法 第四部分 直接搜索的数值解法
从xk+1出发的模式移动是指以1为步长沿加速方向:dk=xk+1–xk
移动一步,得到新的参考点y=xk+1+dk=2xk+1–xk , 然后 , 从新的参 考点y出发 , 仍以k为步长进行轴向移动.
所以第三次轴向移动结束,令 x3 y (3, 2)T .由于 f ( x3 ) f ( x2 ) ,
2 1 0.1 , 且 x3 x2 ,
因此,令 x3 x2 (2 , 1)T , 3 2 ,
取参考点 y x3 (2,1)T .
最优化理论与方法 第四部分 直接搜索的数值解法
二、Powell 法
本节介绍由Powell提出的一种求解无约束最优化问题
(4.1.1)的直接法. 它本质上是以正定二次函数为背景,以共 轭方向为基础的一种方法. 本节分别介绍原始Powell法和Powell法. 补充:共轭方向 设H为一正定对称矩阵,若有一组非零向量S1,S2,……,Sn
满足 量(方向)。 当H为单位矩阵时,有
由梯度法的分析知,此时点X1的梯度必与方向S0垂直,即有
f X S
1 T
0
0
(4-21)

f X 1 HX1 B

(4-22)
最优化理论与方法 第四部分 直接搜索的数值解法
从点X1开始沿另一下降方向S1作一维搜索,得 (4-23) X 2 X 1 S1
1
若欲使X2成为极小点,根据极值的必要条件,应有

最优化方法课件2022

最优化方法课件2022

Step4 修正Bk使Bk+1保持正定. 令k=k+1, 转step2
23
24
4
2 WHP算法的具体实现
Step1 选定初始点x0,初始正定阵B0,给定控制误 差ε>0, 令k=0
Step2 求解二次规划得及相应乘子λk , 转step3
Step3 按下式求μk ,并带入效益函数W(x, μ),按 二次插值法进行线性搜索得ak , xk+1= xk+akdk
其中G为n阶对称矩阵.当G正定时,(QP)为严格 凸二次规划.
其中I*是x*处的有效集.
3
4
等式约束二次规划
对于仅含等式约束的严格凸二次规划
其中A=(a1,···,al)的秩为l. 显然, x是上述问题的解的充要条件是
等式约束二次规划
令b=(b1,···,bl)T, =(1,···,l)T,上式可以记为 由于G正定, A列满秩,该线性方程组有唯一解.
最优化方法
武汉工程大学理学院 2023.3
§4.4 约束变尺度法
2
4.4.1 二次规划
由于约束变尺度法的搜索方向dk是通过一个二 次规划问题的解来确定,所以先讨论二次规划.
目标函数是二次函数,约束函数为线性函数的 规划问题称为二次规划,其一般形式为
严格凸二次规划最优解的充要条件 ——KT条件
定理4.4.1 点x*是严格凸二次规划(QP)的严格 整体最优解的充要条件是x*满足KT条件,即存 在乘子向量*=(1*,···,m*),使得
5
6
1
等式约束二次规划(算例)
例4.4.1 求解严格凸二次规划
min f(x)=x12+x22+x32 该方程组有唯一解

最优化方法

最优化方法
(4)凸规划的概念及基本性质。
基本Байду номын сангаас求:
(1)理解凸集的概念并掌握其性质;
(2)理解多胞形的概念并掌握其表示定理;
(3)理解凸函数的概念及性质,掌握凸函数的判别方法;
(4)理解凸规划的概念及基本性质。
教学重点及难点:
(1)教学重点:凸规划的基本性质。
(2)教学难点:多胞形的表示定理。
第三章 最优性条件
(3)了解最优化问题的模型及分类;
(4)掌握向量函数微分学的有关知识;
(5)了解最优化的基本术语。
教学重点及难点:
(1)教学重点:向量函数微分学的有关知识。
(2)教学难点:向量函数微分学的有关知识。
第二章 凸性
基本内容:
(1)凸集的概念及其性质;
(2)多胞形的概念及其表示定理;
(3)凸函数的概念及性质,凸函数的判别方法;
(2)了解迭代算法收敛性与收敛速度的概念;
(3)了解迭代算法的实用终止准则。
教学重点及难点:
(1)教学重点:下降迭代算法的基本格式。
(2)教学难点:下降迭代算法的基本格式。
第六章 一维搜索
基本内容:
(1)一维搜索的概念及其性质;
(2)搜索区间的概念及其确定搜索区间的进退法;
(3)单谷函数的概念及其性质;
(2)掌握Newton切线法并理解其收敛性与收敛速度;
(3)了解阻尼Newton法;
(4)掌握共轭梯度法并理解其收敛性;
(5)了解变度量法、最小二乘法。
教学重点及难点:
(1)教学重点:最速下降法。
(2)教学难点:变度量法。
第八章 无约束最优化的直接法
基本内容:
(1)坐标轮换法及其收敛性;

学年数学人教A选修优化第四讲优化总结讲课文档

学年数学人教A选修优化第四讲优化总结讲课文档
第十一页,共28页。
3.用数学归纳法证明:(3n+1)7n-1(n∈N+)能被 9 整除. 证明:令 f(n)=(3n+1)7n-1, (1)当 n=1 时,f(n)=(3×1+1)·71-1=27,能被 9 整除. (2)假设 n=k(k≥1,k∈N+)时命题成立,则 f(k+1)-f(k) =[(3k+4)·7k+1-1]-[(3k+1)·7k-1] =9·(2k+3)·7k, ∴f(k+1)=f(k)+9(2k+3)·7k 能被 9 整除. 由(1)、(2)知,对一切 n∈N+,命题成立.
设 0<a<1,定义 a1=1+a,an+1=a1n+a,求证:对一切正整数 n∈N+,

1 1<an<a1>1,又 a1=1+a<1-1 a,命题成立.
(2)假设 n=k(k∈N+)时,命题成立,

1 1<ak<1-a.
第十四页,共28页。
∴当 n=k+1 时,由递推公式,知
第八页,共28页。
专题二 用数学归纳法证明整除问题 利用数学归纳法证明整除问题的思路与方法 (1)在使用数学归纳法证明整除问题时,一般说来,第一步验证比较简明,而第二 步归纳步骤情况较复杂. 熟悉归纳步骤的证明方法是十分重要的.其实归纳步骤可以看作是一个独立的证 明问题,归纳假设“p(k)成立”是问题的条件,而“命题 p(k+1)成立”就是所要 证明的结论,因此,合理运用归纳假设这一条件就成了归纳步骤中的关键. (2)用数学归纳法证明数或式的整除性问题时,常采取加项、减项的配凑法,而配 凑的方法很多,关键是凑成 n=k 时假设的形式.
学年数学人教A选修优化课件第四讲优化总结
第一页,共28页。
第二页,共28页。
网络 体系构建

Optimization第四讲

Optimization第四讲

xi
0,
i
i
0.
i 1, 2. i 1, 2.
0.4
x0.6 1
x0.6 2
61
2
0;
0.6
x0.4 1
x0.4 2
61
2
0;
60 6x1 6x2 0;
8 x1 x2 0;
x1
0.4
x0.6 1
x0.6 2
61
2
0.
x2
0.6
x0.4 1
x0.4 2
61
2
0.
1 60 6x1 6x2 0.
8
Now: maximization with an inequality constraint.
max f (x1, x2 ) s.t. g(x1, x2 ) 0
Some rough intuition for the method we are going to use: Again write down the Lagrangean:
max u(x1, x2 ) s.t. p1x1 p2 x2 m • The Lagrangean for this problem is:
(x1, x2 , ) u(x1, x2 ) +(m p1x1 p2x2 )
• Make sure to write the constraint in the correct manner!!!
Thus: • For a maximum: f ’(x*) ≤ 0 and x*f ’(x*) = 0 • For a minimum: f ’(x*) ≥ 0 and x*f ’(x*) = 0
12
Combining results...

optimization analysis 中文课程

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“Optimization Analysis”的中文课程可以称为“最优化分析”或“优化分析”。

这是一门涉及数学优化方法和技术的课程,主要关注如何在各种问题和系统中找到最佳解决方案。

该课程通常涵盖以下内容:
1. 优化的基本概念和原理:介绍优化的定义、目标函数、约束条件等基本概念,以及优化问题的分类和求解方法。

2. 线性规划:讲解线性规划的基本概念、建模方法和求解技术,如单纯形法和内点法。

3. 非线性规划:介绍非线性规划的概念、特点和常见的求解方法,如牛顿法、梯度下降法和拟牛顿法等。

4. 动态规划:学习动态规划的基本概念、原理和应用,包括背包问题、生产调度问题等。

5. 整数规划:探讨整数规划的概念、建模方法和求解技术,如割平面法和分支定界法。

6. 多目标优化:介绍多目标优化的概念、方法和评价指标,如帕累托最优解和加权求和法。

7. 优化算法的设计与分析:研究优化算法的设计策略、复杂度分析和实验评估方法。

8. 应用案例分析:通过实际案例,展示优化分析在不同领域的应用,如生产运营、金融工程、供应链管理等。

通过学习“Optimization Analysis”中文课程,学生将掌握优化方法的基本理论和应用技能,能够运用数学模型和算法解决实际问题中的优化问题,并具备分析和解决复杂优化问题的能力。

最优化算法讲课课件

最优化算法讲课课件
程中,一般总是与自己相同的物种生活在一起,共同繁衍后代;它们也都是在某 一特定的地理区域中生存。 在用遗传算法求解多峰值函数的优化计算问题时,经常是只能找到个别的几个 最优解,甚至往往得到的是局部最优解,而有时希望优化算法能够找出问题的所 有最忧解,包括局部最优解和全局最优解。基本遗传算法对此无能为力。既然作 为遗传算法模拟对象的生物都有其特定的生存环境,那么借鉴此概念,我们也可 以让遗传算法中的个体在一个特定的生存环境中进化,即在遗传算法中可以引进 小生境的概念,从而解决这类问题,以找出更多的最优解。
⑩ 终止条件判断。若不满足终止条件,则: t←t+1,转到第⑤步,继续 进行进化操作过程;若满足终止条件.则:输出当前最优个体,算法结束。
14
9/8/17
4.3 变长度染色体遗传算法
在遗传算法的实际应用中,有时为简要 地描述问题的解,也需要使用不同长度 的编码串。
结点1和结点6之间的连通路线,可用以下二种方法 来描述:
它在常规遗传算法中所对应的个体为: X:1 0 0 1 0 1
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4.3.1 变长度染色体遗传算法 的编码与解码
(2) 描 述 不 足 时 的 解 码 方 法 。 可 规 定 它 们 取某一项先设定的标准值(或缺省值)。 例如,对于变长度染色体遗传算法中的个体 Xm:(1,1)(3,0)(5,0)(6,1) 若取缺省值为0的话,则它在常规遗传算法 中所对应的个体为: X:1 0 0 0 0 1
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4.3 变长度染色体遗传算法
(1)用二进制编码来表示各个结点是否在连通路 线上,其中1表示在连通路线上,0表示不在连 通路线上。此时可使用等长度的编码串来表示 连通路线,如: PATH1:1 1 0 0 1 1 PATH2:1 1 1 1 1 1
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,ห้องสมุดไป่ตู้
xi
x max i
Week 2
Optimization with equality constraints on variables.
max f (x1, x2 ) s.t. g(x1, x2 ) 0
This week: Concave Programming
Optimization with inequality constraints on variables.
L(x1, x2, ) f (x1, x2 ) + g(x1, x2 )
Thus, we want this as large as possible
And this as small as possible
9
Now: maximization with an inequality constraint.
max f (x1, x2 ) s.t. g(x1, x2 ) 0
Some rough intuition for the method we are going to use: Again write down the Lagrangean:
L(x1, x2, ) f (x1, x2 ) + g(x1, x2 )
10
How to minimize a function with a restriction?
The global maximum x* of a function f(x) with x ≥ 0 has either one of the following properties: • f ’(x*) = 0 • x* = 0 This implies that the following must hold: • f ’(x*) ≤ 0 and x*f ’(x*) = 0
Some rough intuition for the method we are going to use: Again write down the Lagrangean:
L(x1, x2, ) f (x1, x2 ) + g(x1, x2 )
Ultimately, we want to maximize this. Thus we want to have it as close to the Lagrangean as possible.
Faculty of Economics
Optimization Lecture 4
Marco Haan March 7, 2005
Week 1
Optimization with direct restrictions on variables.
max f (x1, x2 )
s.t.
xi
x min i
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Thus
The global minimum x* of a function f(x) with x ≥ 0 has either one of the following properties: • f ’(x*) = 0 • x* = 0
Hence, we want to maximize the Lagrangean with respect to the x’s, and we want to minimize it with respect to lambda. We are looking for a saddle point of the Lagrangean.
max f (x1, x2 ) s.t. g(x1, x2 ) 0
2
From week 1: a global optimum may also involve a corner solution...
xmax
x
3
xmin
xmax
x
4
Thus (again from lecture 1)
The global maximum x* of a function f(x) on some interval [xmin,xmax] has either one of the following properties: • f ’(x*) = 0 • x* = xmin • x* = xmax This implies that one or both of the following must hold: • f ’(x*) ≤ 0 and (x* – xmin)f ’(x*) = 0 • f ’(x*) ≥ 0 and (xmax – x*)f ’(x*) = 0
This implies that the following must hold: • f ’(x*) ≤ 0 and x*f ’(x*) = 0
Such constraints have to be satisfied in almost all economic problems.
6
Recall: maximization with an equality constraint.
max f (x1, x2 ) s.t. g(x1, x2 ) 0
L(x1, x2, ) f (x1, x2 ) + g(x1, x2 )
7
Now: maximization with an inequality constraint.
max f (x1, x2 ) s.t. g(x1, x2 ) 0
8
Now: maximization with an inequality constraint.
max f (x1, x2 ) s.t. g(x1, x2 ) 0
Some rough intuition for the method we are going to use: Again write down the Lagrangean:
5
Now suppose we only have the
constraint x ≥ 0.
The global maximum x* of a function f(x) with x ≥ 0 has either one of the following properties: • f ’(x*) = 0 • x* = 0
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