
- •Некрасова м.Г. - Методы оптимизации Оглавление
- •Глава 1. Введение в методы оптимизации
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2. Основы теории оптимизации
- •2.1. Параметры плана
- •2.2. Целевая функция (план)
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3. Функция одной переменной
- •3.1. Определение функции одной переменной и её свойства
- •3.2. Исследование функций в экономике. Нахождение максимума прибыли
- •3.3. Определение глобального экстремума
- •3.4. Выпуклость, вогнутость функции
- •3.4. Критерий оптимальности
- •Замечание.
- •3.6. Идентификация оптимумов
- •Вопросы к главе 3
- •Глава 4. Одномерная оптимизация
- •4.1. Методы исключения интервалов
- •4.1.1. Метод сканирования
- •4.1.2. Метод деления отрезка пополам
- •4.1.2. Метод золотого сечения
- •4.1.2. Сравнительная характеристика методов исключения интервалов
- •4.2. Полиномиальная аппроксимация и методы точечного оценивания
- •4.2.1. Метод параболической аппроксимации
- •4.2.2. Метод Пауэлла
- •4.3. Сравнение методов одномерного поиска
- •Метод Пауэлла
- •Глава 5. Функции многих переменных
- •5.1. Функции многих переменных, их обозначение и область определения
- •5.2. Некоторые многомерные функции, используемые в экономике
- •5.3. Частные производные функции многих переменных
- •5.3. Экономический смысл частных производных
- •5.3. Частные производные высших порядков
- •5.6. Свойства функций нескольких переменных
- •5.7. Производная по направлению. Градиент. Линии уровня функции
- •5.8. Экстремум функции многих переменных
- •Вопросы к главе 5
- •Глава 6. Многомерная безусловная градиентная оптимизация
- •6.1. Концепция методов
- •6.2. Метод градиентного спуска
- •6.3. Метод наискорейшего спуска
- •Вопросы к главе 6
- •Глава 7. Критерии оптимальности в задачах с ограничениями
- •7.1. Задачи с ограничениями в виде равенств
- •7.2. Множители Лагранжа
- •7.3. Экономическая интерпретация множителей Лагранжа
- •7.4. Условия Куна - Таккера
- •7.4.1. Условия Куна – Таккера и задача Куна - Таккера
- •7.5. Теоремы Куна - Таккера
- •7.6. Условия существования седловой точки
- •Теорема 4. Необходимые условия оптимальности
- •Вопросы к главе 7
- •Глава 8. Модели динамического программирования
- •8.1. Предмет динамического программирования
- •8.2. Постановка задачи динамического программирования
- •8.3. Принцип оптимальности и математическое описание динамического процесса управления
- •8.4. Общая схема применения метода динамического программирования
- •8.5. Двумерная модель распределения ресурсов
- •8.6. Дискретная динамическая модель оптимального распределения ресурсов
- •2 Этап. Безусловная оптимизация.
- •8.7. Выбор оптимальной стратегии обновления оборудования
- •8.8. Выбор оптимального маршрута перевозки грузов
- •2 Этап. Безусловная оптимизация.
- •8.9. Построение оптимальной последовательности операций в коммерческой деятельности
- •1 Этап. Условная оптимизация.
- •Вопросы к главе 8
- •Пример выполнения задачи 1
- •Пример выполнения задачи 4
- •Пример выполнения задачи 5
- •Расчетно-графическое задание 2
- •Пример выполнения задачи 1
- •Пример выполнения задачи 2
- •Пример выполнения задачи 3
- •Пример выполнения задачи 4
- •1 Этап. Условная оптимизация.
- •2 Этап. Безусловная оптимизация.
- •2 Этап. Безусловная оптимизация.
5.2. Некоторые многомерные функции, используемые в экономике
Многомерная функция полезности
и(Х) = и(х1 ,..., хп)
— субъективная числовая оценка
данным индивидом полезности и набора
Х-= (х1, ..., хп)
товаров. Она неубывающая, т.е. и(Х1)
и(Х2),
если Х1
Х2 . Типичная функция
полезности двух переменных и(х1,х2)=
Функция издержек I(У) = I(у1, ..., уn) — зависимость издержек в стоимостной форме от объемов У= (у1, ..., уп) выпускаемой продукции. Она также неубывающая.
Многофакторная производственная функция у = F(Х) = F(х1, ..., хп) — зависимость объема или стоимости у выпускаемой продукции от объема Х=(х1, ..., хп) перерабатываемых ресурсов. Она также неубывающая.
Наиболее известной производственной
функцией является функция Кобба—
Дугласа
,
где А, ,
— неотрицательные
константы и
, а К — объем
фондов либо в стоимостном, либо в
натуральном выражении (скажем, число
станков); L — объем
трудовых ресурсов — число рабочих,
число человеко-дней и т.п. и, наконец, у
— выпуск продукции в стоимостном или
натуральном выражении.
Приведем еще два примера функций многих переменных с экономическим содержанием.
Пример 33. Предприятие имеет участок производства и склад. Склад обеспечивает ритмичность работы — если продукцию не удается сбыть сразу, то ее можно хранить на складе. Наличие склада приводит к издержкам хранения. В простейшем случае эти издержки за единицу времени пропорциональны числу изделий i, хранящихся на складе, т.е. они равны hi, где h — издержки хранения одного изделия в течение одной единицы времени. Издержки производства за единицу времени в простейшем случае также равны си, где и — число произведенных за единицу времени изделий, а с — себестоимость производства одного изделия. К этим издержкам добавляются еще накладные расходы К — это расходы в единицу времени на поддержание рабочего состояния предприятия, они практически не зависят от интенсивности работы и включают расходы на охрану, дежурных рабочих и т.д. Все издержки за единицу времени получаются равными К + си + hi.
Пример 34. Пусть М — это общее количество денег, V — скорость их обращения (сколько раз каждый рубль, доллар участвуют в расчетах в среднем за год), Y— национальный продукт или доход (национальный продукт — это все готовые товары и услуги, произведенные в экономической системе в стоимостном выражении; национальный доход — это все выплаты, полученные домашними хозяйствами: заработная плата, рента, прибыль; национальный продукт и национальный доход численно равны). Пусть Р — это уровень цен (среднее взвешенное значение цен готовых товаров и услуг, выраженное относительно базового показателя, принятого за единицу). Связывая все эти величины, получим уравнение денежного обращения — основное уравнение классической количественной теории денег, так называемое уравнение обмена Фишера: МV = РY. Любая из переменных М, V, Р, Y может рассматриваться как функция трех остальных.
Например, Р = МV/Y видим, что если правительство (Госбанк) увеличит число денег М в обращении в 2 раза (т.е. просто деньги напечатают), то и цены возрастут в 2 раза (при условии, что остальные величины, т.е. V, Y, останутся неизменными). Такие действия чаще всего и есть причина инфляции.