硕士-最优化理论与方法试题-2013
（精选）最优化方法复习题
《最优化方法》复习题第一章 概述(包括凸规划)一、 判断与填空题1)].([arg )(arg m in m ax x f x f n n R x R x -=∈∈ √ 2{}{}.:)(min :)(max n n R D x x f R D x x f ⊆∈-=⊆∈ ⨯3 设.:R R D f n →⊆ 若n R x ∈*，对于一切n R x ∈恒有)()(x f x f ≤*，则称*x 为最优化问题)(min x f D x ∈的全局最优解. ⨯4 设.:R R D f n →⊆ 若D x ∈*，存在*x 的某邻域)(*x N ε，使得对一切)(*∈x N x ε恒有)()(x f x f <*，则称*x 为最优化问题)(min x f Dx ∈的严格局部最优解. ⨯5 给定一个最优化问题，那么它的最优值是一个定值. √6 非空集合n R D ⊆为凸集当且仅当D 中任意两点连线段上任一点属于D . √7 非空集合nR D ⊆为凸集当且仅当D 中任意有限个点的凸组合仍属于D . √8 任意两个凸集的并集为凸集. ⨯9 函数R R D f n →⊆:为凸集D 上的凸函数当且仅当f -为D 上的凹函数. √ 10 设R R D f n →⊆:为凸集D 上的可微凸函数，D x ∈*. 则对D x ∈∀，有).()()()(***-∇≤-x x x f x f x f T ⨯11 若)(x c 是凹函数，则}0)( {≥∈=x c R x D n 是凸集。
√12 设{}kx 为由求解)(min x f D x ∈的算法A 产生的迭代序列，假设算法A 为下降算法，则对{} ,2,1,0∈∀k ，恒有 )()(1k k x f x f ≤+ .13 算法迭代时的终止准则（写出三种）：_____________________________________。
14 凸规划的全体极小点组成的集合是凸集。
硕士研究生最优化复习题
硕士研究生最优化复习题硕士研究生最优化复习题1.线性规划问题CX z =min ,0,≥=X b AX 其可行域为R ，最优目标函数值为z ，若分别发生下列情形之一时，其新的可行域为R *，新的最优目标函数值为z *，试分别写出下列三个问题中R 与R *及z 与z *之间的关系：（1）增添一个新的约束条件。
（2）减少一个原有的约束条件。
（3）目标函数变为λCXz =min ，同时约束条件方程变为1,0,>≥=λλX b AX 。
2.线性规划问题CX z =min ，0,≥=X b AX ，设X （0）为问题的最优解，若目标函数中用C *代替C 后，问题的最优解变为X *，求证：(C *-C )(X *-X （0）)≤03.若线性规划问题min z =CX ,AX ＝b, X ≥0具有最优解，试应用对偶理论证明下述线性规划问题min z =CX ,AX ＝d, X ≥0不可能具有无界解，d 可以是取任意值的向量。
4.试将图所示的求v 1到v 7点的最短路问题归结为求整数规划问题（建立整数规划模型），具体说明模型中变量、目标函数和约束条件的含义。
v 2 1 v 539 2 2v 1 5 v 4 4 v 7 8 38 4v 3 v 65．已知线性规划问题min Z=2x 1-x 2 +2x 3≥≤≤-+=++无约束 3 213 213 21x ,0x 0,x 6x x x - 4x x x -k 其最优解为x 1 = -5, x 2 =0, x 3 =-1（1）求k 的值。
（2）写出并求其对偶问题的最优解。
6.某公司要建立一线性规划模型，此模型受约束条件1或约束条件2约束。
如果满足约束条件1，必须同时满足另外p 1个约束条件中的k 1个(k 1 < p 1)约束；如果满足约束条件2，必须同时满足另外p 2个约束条件中的k 2个(k 2 < p 2)约束；要求建立整数规划的约束条件，满足上述要求。
最优化方法习题1
《最优化方法》期末考试练习题声明：仅供复习时参考。
实际考试题型类似，题量小于本练习。
一. 选择题：略第一题主要考察基本概念、定理，算法的基本思想和matlab 命令。
二.简答题1． 写出线性规划问题;0, ,94 3 ,5 32 4 s.t. ,823 max 21321321321≥≥-+-≥+-+-x x x x x x x x x x x 的对偶规划。
2．如果求解某整数规划问题的松弛问题得到如下的最优单纯形表：求以1x ，2x 为源行生成的割平面方程。
3．在区间[0，3]上用黄金分割法求函数12)(3+-=t t t ϕ的极小点，只要求求出 初始的迭代点和保留区间及此时的近似最优解。
4． 用tx ex y 21-=拟合下列数据1.0,24.0,11,07.2,1=======-=y t y t y t y t写出非线性最小二乘问题三.计算题1．分别用最速下降方法和修正的牛顿法求解无约束问题 22214)(min x x x f +=。
取初始点()()Tx2,21=，.1.0=ε2．讨论约束极值问题⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥≤-≤++--+=0004..866)(min212121212221x x x x x x t s x x x x x f 的Kuhn-Tucker 点。
3．用外点法（外部惩罚函数法）求解2s.t.)3()1()(min 212221≤-+-+-=x x x x x f4．用内点法求解非线性规划03)( 03)( s.t. 296)(min 22112121≥-=≥-=++-=x x g x x g x x x x f5.用乘子法求解1s.t.6121)(min 212221=++=x x x x x f 6．用表格单纯形法求解线性规划⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥-≥-≤++++=0,,34623max 3213231321321x x x x x x x x x x x x x Z并根据最优单纯形表格写出该线性规划的最优基和最优基的逆。
最优化方法习题答案
习题一1.1利用图解法求下列线性规划问题： （1）21x x z max +=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≥+0x ,x 5x 2x 2x x 3.t .s 212121 解：根据条件，可行域为下面图形中的阴影部分，，有图形可知，原问题在A 点取得最优值，最优值z=5（2）21x 6x z min -=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+-≤+0x ,x 7x x 1x x 2.t .s 212121 解：图中阴影部分表示可行域，由图可知原问题在点A 处取得最优值，最优值z=-6.（3）21x 2x 3z max +=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-≥-≤+-0x ,x 4x 2x 1x x .t .s 212121 解：如图所示，可行域为图中阴影部分，易得原线性规划问题为无界解。
（4）21x 5x 2z min -=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≥+0x ,x 2x x 6x 2x .t .s 212121 解：由图可知该线性规划可行域为空，则原问题无可行解。
1.2 对下列线性规划问题，找出所有的基解，基可行解，并求出最优解和最优值。
（1）4321x 6x 3x 2x 5z min -+-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=+++=+++0x ,x ,x ,x 3x 2x x x 27x 4x 3x 2x .t .s 432143214321 解：易知1x 的系数列向量⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21p 1，2x 的系数列向量⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=12p 2，3x 的系数列向量⎪⎪⎭⎫⎝⎛=13p 3，4x 的系数列向量⎪⎪⎭⎫⎝⎛=24p 4。
①因为21p ,p 线性无关，故有⎪⎩⎪⎨⎧--=+--=+43214321x 2x 3x x 2x 4x 37x 2x ，令非基变量为0x x 43==，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=311x 31x 21，所以得到一个基解)0,0,311,31(x )1(-=是非基可行解； ②因为31p ,p 线性无关，可得基解)0,511,0,52(x)2(=，543z 2=；③因为41p ,p 线性无关，可得基解611,0,0,31(x )3(-=，是非基可行解；④因为32p ,p 线性无关，可得基解)0,1,2,0(x )4(=，1z 4-=；⑤因为42p ,p 线性相关，42x ,x 不能构成基变量； ⑥因为43p ,p 线性无关，可得基解)1,1,0,0(x )6(=，3z 6-=；所以)6()4()2(x ,x ,x是原问题的基可行解，)6(x 是最优解，最优值是3z -=。
最优化方法试卷
华东理工大学研究生《最优化方法》考试卷专业 ________ 班级 ________ 学号 ________ 姓名 ________ 成绩 ________2014年12月11日 一、简答题（40分，每小题4分）1．请写出最优化问题的一般模型形式。
2．试叙述局部最优解和全局最优解的定义。
3．请给出优化算法收敛速度的定义。
4．请给出优化算法的终止准则。
5．给出下降方向的定义和判别方法？ 6．简述下降迭代法的基本步骤。
7．何谓共轭方向？你知道由线性无关向量组构造共轭向量组的方法吗？ 8．最速下降法是最好的优化算法吗？为什么？ 9．何谓可行方向及如何判别？10．优化问题的最优解与可行下降方向有什么关系？二、（10分）试用最速下降法（梯度法）求解如下问题，初始点⎪⎪⎭⎫⎝⎛=110x ，只迭代一次，并判断迭代结果是否为最优解。
21222122)(min 2x x x x x f Rx -+=∈三、（10分）试叙述Powell 基本算法步骤或单纯形替换法的步骤，并简述其特点。
四、（10分）试用惩罚函数求解如下的优化问题8 ..)3()(min 2≥--=x t s x x f五、（10分）考虑下述线性规划问题1223 1832 ..233)(max 321321321321≥=++=+++-=x x x x x x x x x t s x x x x f ，，1．求出该问题的所有基本解，并指出哪些是基本可行解； 2．该问题是否有最优解？若有，请求出其最优解。
六、（10分）考虑问题010)3( 010)3( ..)(max 211323212≥≤---≤+-+=x x x x x x t s x x f ，1．写出上述问题的Kuhn —Tucker 条件。
2．这个问题的最优解满足Kuhn —Tucker 条件吗？为什么？七、（10分）已知某化工反应y 与因数x 和时间t 之间的依赖关系为xa t a ta x a y 43211+++=其中4321,,,a a a a 是待定参数，为确定这三个参数，实验测得有关y x t ,,的五组数据如下：1．试用最小二乘法建立确定参数4321,,,a a a a 的数学模型；2．对于列出的非线性最小二乘问题，你知道有哪些优化算法可求解该问题，并请给出求解该问题的修正Gauss-Newton 算法的迭代公式。
北京化工大学-《最优化方法》研究生试卷
北京化⼯⼤学-《最优化⽅法》研究⽣试卷⼀、（15分）求下⾯LP 问题的所有基本解，指出哪些是基本可⾏解，并求最优解。
≥=+++=+++-+-=0,,,3227432.6325min 4321432143214321x x x x x x x x x x x x t s x x x x z⼆、（16分）已知线性规划问题≤≤-=--≤+--≥-+----=⽆约束321321321321321,0,052010651535.765min x x x x x x x x x x x x t s x x x z（1）化为标准型。
（2）列出⽤两阶段法求解时第⼀阶段的初始单纯形表。
三、（12分）设有LP 问题≥≤-+-≤++-+=.0,,122.max 32132132121x x x x x x x x x t s x x z （1）写出其对偶问题；（2）⽤对偶理论证明原问题⽆最优解。
四、（13分）已知某线性规划问题的⽬标函数是求最⼤值，各变量均⾮负，在⽤标准的单纯形法求解过程中，得到下表：（1）在所有空格中填上适当的数。
（2）分别确定a 1，a 2的取值范围，使以下情况成⽴：①此解为最优解。
②此解为最优解，且有⽆穷多最优解。
③此解不是最优解，且能由该解得到下⼀个解。
五、（12分）设212212)1()(100)(x x x x f -+-=，（1）求)(),(2x f x f ??;（2）证明T x )1,1(*=为 f (x )的⼀个极⼩点；（3）求f (x )在点T x )1,1()0(-=的最速下降⽅向和⽜顿⽅向。
六、（16分）⼀股民拟将90000元的资⾦⽤于购买A 、B 两种股票，有关数据如下，问股民如何购买股票，才能使（按优先级从⾼到低）（1）年风险系数不⾼于700；（2）年收益不低于10000元？七、（16分）分配甲、⼄、丙、丁去完成A 、B 、C 、D 、E 五项任务。
若任务E 必须完成，其它4项中可任选3项完成，每⼈完成各项任务的时间如下表：确定最优分配⽅案，使完成任务的总时间最少。
最优化考试题2.doc
最优化方法定义可行方案：如果一个方案能达到预定目的，则该方案就叫可行方案。
最优方案：可行方案中最好的方案叫最有方案，它能达到最优化效果。
最优化M题：如何从可行方案中找出最优方案就叫最优化M题。
最优化方法：求解最优化闷题的数学方法叫最优化方法。
最优化方法解决实际问题的一般步骤：1提出最优化问题，叙述目标是什么？约束条件是什么？求什么变量？即确定变量，列出目标函数及约束表达式，建立最优化问题的数学模型。
2分析模型，选择合适的求解方法。
3编制计算机程序，上机求最优解。
对算法的收敛性，通用性，简便性，效率及误差等作出评价。
系统：由相互联系的若干部分构成的具有一定功能的整体。
系统的基本特征：1系统巾若干部分组成，每一部分具有其特定的功能。
2系统屮的各个要素之间相互制约，联系和作用。
3系统是具有一定功能的整体，系统的总功能不等于各个部分功能的简单迭加，系统的功能大于各部分的功能之和。
4系统存在于一定的环境之中，系统与环境之间存在相互作川，系统与环境的划分是相对的，对于一个系统是环境，而对于另一个系统而言可能是其中的一部分。
系统分析法：1确定所研宄系统的范M及其所处的环境。
2确定系统的组成部分，结构，功能，目的，各部分的功能和闪部规律。
3明确系统各个部分之间的联系，及整个系统与环境之间的联系。
4在上述分析的基础上，确记问题的决策变量及评价方案优劣的指标。
决策变量：决定方案优劣的变量。
数学模型：用字母，数字，各种符号，图像，逻辑框图描述实际系统的特征和内在联系的模型。
数学模型的组成：1常数，指在所研究的问题中保持相对固定或变化不大的呈。
2参数由具体系统的内外部条件确定的量。
3变量，指在模型中待确定的量。
4函数关系描述模型中常数，参数，变量之间相互关系的方程式或不等式。
独立变量：彼此独立的变量。
相关变量：其值可由独立变量确定的量。
工程优化问题：最优准则包括系统性能准则和经济准则。
系统性能准则是指使系统的某些性能指标达到最大或最小。
最优化考试卷子
考试时间120分钟最优化试卷1.考试形式：闭卷；2.本试卷共十大题，满分100分班级学号姓名任课教师一．（20分）解释下列概念： （1）凸集，凸规划；（2）线性规划的基和基本解;（3）无约束优化算法的下降搜索方向，举出两种搜索方向；（4）约束最优化问题的可行解集合或容许解集合；（5）共轭方向；二．（10分）解答下列问题（1）判断函数22131212f(x)=10x 52x x x x x ---+为凸函数或凹函数或严格凸函数或严格凹函数；（2）求函数12212f(x)=34x x x x +的梯度和hessian 矩阵。
三．（15分）写出下列线性规划的对偶形式，并用单纯形法求解原规划的最优值和最优解 max 123z=33x x x ++ 123232x x x ++≤s.t 123235x x x ++≤ 123226x x x ++≤123,,0x x x ≥四．（10分）写出一维搜索0.618法的基本思想和算法步骤或框图。
五．（15分）分别利用内点法和外点法求解下列问题 min 3121(1)3x x ++s.t 1(1)0x -≥20x ≥六（15分）．设A 为n 阶对称正定矩阵 （1） 写出A 的共轭向量组的定义；（2） 并证明该向量组必为线性无关向量组；（3）设n 维向量组12,,,n a a a 线性无关，如果存在n 维向量x ，满足'0i x a =，(i=1,2,…n),证明：n 维向量x=0.七．（15分）简述DFP 算法的优缺点：并证明迭代的尺度矩阵满足拟牛顿方程11其中x x x ,,x (x )(x )()()k k k k k k K k k k k K k K k k K kg g g C g H g H g g H g ++∇=-∇=-''''=∇∇∇∇-∇∇∇∇。
最优化基础理论与方法
最优化基础理论与⽅法⽬录1．最优化的概念与分类 (2)2. 最优化问题的求解⽅法 (3)2.1线性规划求解 (3)2.1.1线性规划模型 (3)2.1.2线性规划求解⽅法 (3)2.1.3 线性规划算法未来研究⽅向 (3)2.2⾮线性规划求解 (4)2.2.1⼀维搜索 (4)2.2.2⽆约束法 (4)2.2.3约束法 (4)2.2.4凸规划 (5)2.2.5⼆次规划 (5)2.2.6⾮线性规划算法未来研究⽅向 (5)2.3组合规划求解⽅法 (5)2.3.1 整数规划 (5)2.3.2 ⽹络流规划 (7)2.4多⽬标规划求解⽅法 (7)2.4.1 基于⼀个单⽬标问题的⽅法 (7)2.4.2 基于多个单⽬标问题的⽅法 (8)2.4.3多⽬标规划未来的研究⽅向 (8)2.5动态规划算法 (8)2.5.1 逆推解法 (8)2.5.2 顺推解法 (9)2.5.3 动态规划算法的优点及研究⽅向 (9)2.6 全局优化算法 (9)2.6.1 外逼近与割平⾯算法 (9)2.6.2 凹性割⽅法 (9)2.6.3 分⽀定界法 (9)2.6.4 全局优化的研究⽅向 (9)2.7随机规划 (9)2.7.1 期望值算法 (10)2.7.2 机会约束算法 (10)2.7.3 相关机会规划算法 (10)2.7.4 智能优化 (10)2.8 最优化软件介绍 (11)3 最优化算法在电⼒系统中的应⽤及发展趋势 (12)3.1 电⼒系统的安全经济调度问题 (12)3.1.1电⼒系统的安全经济调度问题的介绍 (12)3.1.2电⼒系统的安全经济调度问题优化算法的发展趋势 (12)2. 最优化问题的求解⽅法最优化⽅法是近⼏⼗年形成的，它主要运⽤数学⽅法研究各种优化问题的优化途径及⽅案，为决策者提供科学决策的依据。
最优化⽅法的主要研究对象是各种有组织系统的管理问题及其⽣产经营活动。
最优化⽅法的⽬的在于针对所研究的系统，求得⼀个合理运⽤⼈⼒、物⼒和财⼒的最佳⽅案，发挥和提⾼系统的效能及效益，最终达到系统的最优⽬标。
最优化理论试题及答案
最优化理论试题及答案一、单项选择题1. 以下哪个函数是凸函数？A. f(x) = x^2B. f(x) = -x^2C. f(x) = x^3D. f(x) = e^x答案：A2. 线性规划问题的基本解是：A. 基本可行解B. 可行解C. 基本解D. 基本最优解答案：A3. 单纯形法中，如果目标函数的最优值是无界的，则对应的解是：A. 无解B. 可行解C. 基本可行解D. 基本最优解答案：A4. 在拉格朗日乘数法中，拉格朗日函数是：A. 目标函数和约束条件的乘积B. 目标函数和约束条件的和C. 目标函数和约束条件的差D. 目标函数和约束条件的商答案：B5. 以下哪个算法用于解决非线性规划问题？A. 单纯形法B. 内点法C. 匈牙利法D. 动态规划答案：B二、多项选择题1. 以下哪些条件是凸优化问题的必要条件？A. 目标函数是凸函数B. 所有约束条件是凸集C. 目标函数是凹函数D. 所有约束条件是凹集答案：A, B2. 在线性规划中，以下哪些是可行域的性质？A. 非空B. 凸集C. 闭集D. 有界答案：A, B, C3. 以下哪些方法可以用于解决整数规划问题？A. 分支定界法B. 割平面法C. 单纯形法D. 动态规划答案：A, B, D4. 以下哪些是拉格朗日乘数法的用途？A. 寻找局部最优解B. 寻找全局最优解C. 确定约束条件的活跃性D. 确定目标函数的梯度答案：A, C5. 以下哪些是动态规划的基本要素？A. 状态B. 决策C. 阶段D. 策略答案：A, B, C三、填空题1. 一个函数f(x)是凸函数，当且仅当对于任意的x1, x2和任意的λ∈[0,1]，有f(λx1 + (1-λ)x2) ≤ λf(x1) + (1-λ)f(x2)。
2. 线性规划问题的标准形式是：最大化或最小化目标函数z = c^T x，满足约束条件Ax ≤ b和x ≥ 0。
3. 单纯形法的基本思想是通过不断地从一个基本可行解移动到另一个基本可行解，直到找到最优解。
最优化理论与方法2(整数线性规划)
最优化理论与方法
c：混合整数线性规划 决策变量中有一部分必须取整数值，另一部分可以不取整数 值的整数线性规划。
min s .t .
C
T
X
AX b x j 0 x j 为整数
j 1 , , p , 通常
p n
B1 A1 A2 A3 A4 年需求量 2 8 7 4 350
14 x 1 9 x 2 51 6 x1 3 x 2 1 x , x 0 且为整数 1 2
最优化理论与方法
用图解法求出最优解为：x1＝3/2, x2 = 10/3，且有Z = 9/6
现求整数解(最优解):如用舍 入取整法可得到4个点即(1,3), (2,3), (1,4), (2,4)。显然，它们都 不可能是整数规划的最优解。 按整数规划约束条件，其可行 解肯定在线性规划问题的可行域 内且为整数点。故整数规划问题 的可行解集是一个有限集，如右 图所示。其中(2,2),(3,1)点的目
最优化理论与方法
注意：新得到的约束条件:
3 x3 x 4 3
如用
⑧
x1、 x 2 表示，由⑥、⑦式得
31 x1 x2 4 3x1 x2 3
x2 1
这就是 x 1 , x 2
平面内形成的新的可行域，
即包括平行于x1轴的直线x2 =1和这直线下的可行区域，整数 点也在其中，没有切割掉，见右图。
⑧
这就得到一个切割方程(或称为切割约束)，将它作为增加约束 条件，再解例题。 引入松弛变量X5 ，得到等式
3x3 x4 x5 3
最优化理论与方法
将这新的约束方程加到上述的最终计算表，得下表:
最优化方法试卷
华东理工大学研究生《最优化方法》考试卷专业 ________ 班级 ________ 学号 ________ 姓名 ________ 成绩 ________2014年12月11日 一、简答题（40分，每小题4分）1．请写出最优化问题的一般模型形式。
2．试叙述局部最优解和全局最优解的定义。
3．请给出优化算法收敛速度的定义。
4．请给出优化算法的终止准则。
5．给出下降方向的定义和判别方法？ 6．简述下降迭代法的基本步骤。
7．何谓共轭方向？你知道由线性无关向量组构造共轭向量组的方法吗？ 8．最速下降法是最好的优化算法吗？为什么？ 9．何谓可行方向及如何判别？10．优化问题的最优解与可行下降方向有什么关系？二、（10分）试用最速下降法（梯度法）求解如下问题，初始点⎪⎪⎭⎫⎝⎛=110x ，只迭代一次，并判断迭代结果是否为最优解。
21222122)(min 2x x x x x f Rx -+=∈三、（10分）试叙述Powell 基本算法步骤或单纯形替换法的步骤，并简述其特点。
四、（10分）试用惩罚函数求解如下的优化问题8 ..)3()(min 2≥--=x t s x x f五、（10分）考虑下述线性规划问题1223 1832 ..233)(max 321321321321≥=++=+++-=x x x x x x x x x t s x x x x f ，，1．求出该问题的所有基本解，并指出哪些是基本可行解； 2．该问题是否有最优解？若有，请求出其最优解。
六、（10分）考虑问题010)3( 010)3( ..)(max 211323212≥≤---≤+-+=x x x x x x t s x x f ，1．写出上述问题的Kuhn —Tucker 条件。
2．这个问题的最优解满足Kuhn —Tucker 条件吗？为什么？七、（10分）已知某化工反应y 与因数x 和时间t 之间的依赖关系为xa t a ta x a y 43211+++=其中4321,,,a a a a 是待定参数，为确定这三个参数，实验测得有关y x t ,,的五组数据如下：1．试用最小二乘法建立确定参数4321,,,a a a a 的数学模型；2．对于列出的非线性最小二乘问题，你知道有哪些优化算法可求解该问题，并请给出求解该问题的修正Gauss-Newton 算法的迭代公式。
最优化习题
min 2 x1 + 2 x 2 ⎧ x1 − x 2 ≥ 1 ⎪ s.t.⎨− x1 + 2 x 2 ≤ 0 ⎪x , x ≥ 0 ⎩ 1 2 min x1 + x 2 ⎧− 2 x1 + x 2 ≤ 1 ⎪ （4） ⎪− x1 + 2 x 2 ≥ 2 s.t.⎨ ⎪ x1 + x 2 ≥ 2 ⎪ ⎩ x1 , x 2 ≥ 0 min x1 + βx 2 ⎧− x1 + x 2 ≤ 1 ⎪ s.t.⎨− x1 + 2 x 2 ≤ 4 ⎪x , x ≥ 0 ⎩ 1 2
9． 用两阶段法解下列问题：
max 2 x1 + 3x 2 + 4 x3 + 7 x 4
（1）
min 4 x1 + x 2 + x3
（2）
⎧2 x1 + 3x 2 − x3 − 4 x 4 = 8 ⎪ s.t.⎨ x1 − 2 x 2 + 6 x3 − 7 x 4 = −3 ⎪x , x , x , x ≥ 0 ⎩ 1 2 3 4 min − 3x1 + x 2 + x3
最优化理论与算法复习题
1． 求以下函数的梯度和 Hesse 矩阵： （1） f ( x) = 3 cos( x1 + x 2 ) + 4 x1 x 2 （2） f ( x ) = x1 + x1 x 2 + (1 + x 2 ) 2 2． 已知 f ( x ) = 3． 设 f ( x ) =
4
α
4
⎧2 x1 + x 2 + 2 x3 = 4 ⎪ s.t.⎨3 x1 + 3 x 2 + x3 = 3 ⎪x , x , x ≥ 0 ⎩ 1 2 3 min 2 x1 + 3x 2 + 4 x3
最优化方法练习题(答案)
练习题一1、建立优化模型应考虑哪些要素? 答：决策变量、目标函数和约束条件。
2、讨论优化模型最优解的存在性、迭代算法的收敛性及停止准则。
答：针对一般优化模型()()min ()..0,1,2, 0,1,,i j f x s t g x i m h x j p≥===，讨论解的可行域D ，若存在一点*X D ∈，对于X D ∀∈ 均有*()()f X f X ≤则称*X 为优化模型最优解，最优解存在；迭代算法的收敛性是指迭代所得到的序列(1)(2)(),,,K X X X ，满足(1)()()()K K f X f X +≤，则迭代法收敛；收敛的停止准则有(1)()k k x x ε+-<，(1)()()k k k x x x ε+-<，()()(1)()k k f x f x ε+-<，()()()(1)()()k k k f x f x f x ε+-<，()()k f x ε∇<等等。
练习题二1、某公司看中了例2.1中厂家所拥有的3种资源R 1、R2、和R 3，欲出价收购（可能用于生产附加值更高的产品）。
如果你是该公司的决策者，对这3种资源的收购报价是多少？（该问题称为例2.1的对偶问题）。
解：确定决策变量 对3种资源报价123,,y y y 作为本问题的决策变量。
确定目标函数 问题的目标很清楚——“收购价最小”。
确定约束条件 资源的报价至少应该高于原生产产品的利润，这样原厂家才可能卖。
因此有如下线性规划问题：123min 170100150w y y y =++1231231235210..23518,,0y y y s t y y y y y y ++≥⎧⎪++≥⎨⎪≥⎩ *2、研究线性规划的对偶理论和方法（包括对偶规划模型形式、对偶理论和对偶单纯形法）。
答：略。
3、用单纯形法求解下列线性规划问题：（1）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+-≤++≤-++-=0,,43222..min32131321321321x x x x x x x x x x x t s x x x z ； （2）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=≥=++=+-=+-+-=)5,,2,1(052222..4min53243232132 i x x x x x x x x x x t s x x z i解：（1）引入松弛变量x 4，x 5，x 6123456min 0*0*0*z x x x x x x =-++++12341232 =22 5 =3..13 6=41,2,3,4,5,60x x x x x x x x s t x x x x x x x x x +-+⎧⎪+++⎪⎨-++⎪⎪≥⎩因检验数σ2<0，故确定x 2为换入非基变量，以x 2的系数列的正分量对应去除常数列，最小比值所在行对应的基变量x 4作为换出的基变量。
最优化理论和方法-第二章 线性规划基本理论和算法
其中 向量表示：
给定，变量是
定义标准形 有必要吗?
其中
给定，变量是
标准形的特征：极小化、等式约束、变量非负
第 2 章 线性规划: 基本理论与方法
数学规划基础
LHY-SMSS-BUAA
例4. 化成标准形
等 价 于
最优化问题的等价表述指 两个问题的最优值相等、差一个常数、或者互为相反数， 由其中一个问题的最优解可以得到另一个的最优解。
cT
( x* )T
( 1, 1)
( 0, 0)
( 0, 1) (x1, 0), x1 ≥ 0 ( 1, 0) (0, x2), x2∈[0,1] (-1, -1) 没有 有限 解
解的几何特征
惟一的顶点 一条边 一条边 无(下)界
第 2 章 线性规划: 基本理论与方法
数学规划基础
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只要有 m 个单位列 e1 , e2 , … , em 即可，次序可以打乱！
◎ 规范形的系数的一种解释
yj B1aj aj y1ja1 y2 ja2 ymjam
规范形第 j 列的系数是用当前基表示 aj 时的系数！
第 2 章 线性规划: 基本理论与方法
数学规划基础
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第 2 章 线性规划: 基本理论与方法
数学规划基础
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线性规划问题解的几种情况
提示: 学习单纯形法之前,请务必学习并理解书上 p.19, 例2.2.1.
第 2 章 线性规划: 基本理论与方法
数学规划基础
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2.2 单纯形法
• 适用形式：标准形(基本可行解等价于极点) • 理论基础：线性规划的基本定理！ • 基本思想：从约束集的某个极点/BFS开始，依次
最优化理论与方法(线性部分)思考题与作业要求答案
最优化理论与方法（线性部分）思考题1.就你学过的运筹学问题，写出能够建立线性规划模型的问题，并举例（建立模型）。
工厂生产利润最大化问题2.举例（说明问题、建立模型）论述线性规划在交通、运输、物流和安全管理中的应用。
3.对一个用单纯形法求解不会产生循环（且能求得最优解）的n个变量m个约束的线性规划问题，估算一下基本计算次数。
4.简述线性规划求解算法的改进历史。
5.证明课本（清华版运筹学（第三版））2.5题。
6.有人说：“原问题有多重解（多个最优解），对偶问题一定也有多重解”，此话是否正确？请举一算例。
7.D-W分解算法适合哪种类型的线性规划问题？请举一算例。
8.何谓“原始-对偶”单纯形法？请举一算例。
9.何谓有界变量的线性规划问题？如何求解？请举一算例。
10.何谓线性规划的逆问题，分别对“最优解的逆线性规划问题”和“对目标函数值的线性规划逆最优值问题”举出算例。
11.对同一优化问题，是否存在决策变量一样但所建模型不一样的情况？请举例；是否存在目标函数中没有决策变量的最优化问题？12.简述建立线性多目标规划的过程，自选一个实际问题，建立模型并用图解法和单纯形法求解。
要求每个人所举例题都不一样，否则视为抄袭！最优化理论与方法（线性部分）思考题1.解：以工厂生产利润最大化问题：某工厂生产Ⅰ、Ⅱ两种产品，已知有关数据见下表。
试求获利最大的生产方案。
设、分别代表Ⅰ、Ⅱ两种产品生产量，其线性规划模型表述为：max 102.解：以管理(指派)问题：有一份中文说明书，需翻译为日、英、德、法四种文字，分别记作A、B、C、D、现有甲乙丙丁四人，他们将中文说明书翻译成不同语种的说明书所需要的时间如下表所示。
问应指派何人去完成何种工作，使所需总时间最少？()表示指派第i人去完成j项任务的时间，引入，其取值只能使0和1。
并另取1时表示指派第i个人去完成第j项工作；取0时表示不指派第i个人去完成第j项工作。
当问题要求极小化时的数学模型是：s.t或3. 对一个用单纯形法求解不会产生循环（且能求得最优解）的n个变量m个约束的线性规划问题，估算一下基本计算次数。
最优化方法试卷与答案5套
《最优化方法》1一、填空题：1．最优化问题的数学模型一般为：____________________________，其中___________称为目标函数，___________称为约束函数，可行域D 可以表示为_____________________________，若______________________________，称*x 为问题的局部最优解，若_____________________________________，称*x 为问题的全局最优解。
2．设f(x)= 212121522x x x x x +-+，则其梯度为___________，海色矩阵___________,令,)0,1(,)2,1(T T d x ==则f(x)在x 处沿方向d 的一阶方向导数为___________，几何意义为___________________________________,二阶方向导数为___________________，几何意义为____________________________________________________________。
3．设严格凸二次规划形式为：012..222)(min 2121212221≥≥≤+--+=x x x x t s x x x x x f则其对偶规划为___________________________________________。
4．求解无约束最优化问题：n R x x f ∈),(min ，设k x 是不满足最优性条件的第k 步迭代点，则：用最速下降法求解时，搜索方向k d =___________ 用Newton 法求解时，搜索方向k d =___________ 用共轭梯度法求解时，搜索方向k d =___________________________________________________________________________。
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E2012-2013学年硕士《最优化理论与方法》课程试题
姓名 学号 成绩
第一部分 理论基础（每题10分，共50分）
要求：（1）请自备计算器以及excel 、lingo 、matlab 等计算软件进行计算；
（2）请自行准备A4纸张答题纸，可用蓝色或黑色钢笔（或签字笔）书写解题过程、小论文，写明题目番号，但不能使用铅笔（画图除外）、红笔、圆珠笔答题；答案也可用A4纸张打印提交。
提交时包含本试卷原题病写明姓名、学号。
（3）开卷考试。
但请考生独立完成，严禁互相抄袭答案。
一旦发现题目解答过程雷同，这些学生将统统记零分。
一、问：点 x * =（2，1）是否为以下非线性规划问题的K —T 点，为什么？
⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧≥=+≤+-+-0,,425})2()3min{(212122212221x x x x x x x x 二、试用共轭梯度法求二次函数2212()4f x x x =+的极小值点。
三、试用步长加速法(模矢法)求下述函数2212
112min ()242f x x x x x x =+-- 的极小点。
初始点X （0）=(3,1)T ，步长△1=(0.5,0)T ，△2=(0,0.5)T ，并绘图表示整个迭代过程。
四、试用Zoutendijk 可行方向法求解下列线性约束的非线性目标函数的最优解： 其中ε1=ε2=0.1，初始点X （0）=(0,0)T ，迭代到得出X （2）和f(X （2）)即可。
（计算过程中尽量保持分数计算，如果以小数计算尽量保持五位以上，最终结算结果保留四位小数。
222
121212121212min ()222462..55
,0 f x x x x x x x x R x x s t x x x x =+---∈+≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩
五、用外点法（罚函数法）求解以下非线性规划的最优解。
并给出罚因子M 为1、
10、100、1000、10000时x 1和x 2的值。
22122min ()(2)..10
f x x x s t x =-+-≥
第二部分 小论文：案例编写及计算分析（共50分）
要求：
1.写一篇小论文，案例背景内容自拟(如果是写算法数学原理改进的论文，则可无案例背景，但须有一个算例)，字数600字以上。
2.研究方法（以下三种方法任选一种）：（1）多级模糊综合评价并用层次分析法确定权重，建立多级评价指标体系，指标含定性指标和定量指标，前者用专家投票法确定隶属度，后者用三角模糊数确定隶属度，通过计算得出评价结果并对结果进行定性分析；（2）模糊聚类分析（聚类过程中使用传递闭包法、直接聚类法或最大树法，如能使用F 统计量确定最佳阈值λ更好；画出动态聚类图；给出分类结论）；（3）模糊TOPSIS 决策分析（建议：指标值采用三角模糊数，指标权重亦可采用模糊数；指标权重确定可用主客观权重综合——熵权法和层次分析法的结合；设定三个以上的备选方案，对各方案按贴进度进行综合评定排序）
3.可参考、借鉴中国期刊网或国外引文库中的论文写作思路，但严禁抄袭，也不能套用这些论文中的数据。
任课教师会在网上广泛搜索，一旦发现该校论文抄袭其他论文或搬用他人数据（可搬用数据统计年鉴中的数据），第二部分成绩记零分。
4.严格按照正规发表论文的格式来写（引言、数据用图表表示出来、计算原理步骤、公式及计算过程、定性分析结论），无须中英文摘要和关键词，但须有参考文献。