Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Количественные методы в экономических исследованиях. Часть 1. Классические методы оптимизации

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
842.29 Кб
Скачать

21

Табл.2. Траектория спуска метода наискорейшего спуска для функции

f x, y x - 8 2 y 1 2 70 x y - 9 2 1 (вариант В).

Точка минимума: 8,1 . Уравнение дна оврага:

y 9 x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итерация

x

 

y

 

f x, y

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

5

 

333

 

1

3.0373

 

5.9663

 

50.29

 

2

6.0289

 

2.836

 

9.53

 

3

6.1131

 

2.8921

 

8.14

 

4

6.3578

 

2.5297

 

6.92

 

5

6.4278

 

2.5765

 

5.96

 

6

6.6326

 

2.2737

 

5.11

 

7

6.6909

 

2.3127

 

4.44

 

8

6.8617

 

2.0603

 

3.85

 

9

6.9103

 

2.0927

 

3.38

 

10

7.0339

 

1.9172

 

2.94

Табл.3. Сравнение траекторий спуска для функции

 

 

f x, y x - 8 2

y 1 2

70 y x 8 2

1 2 1 (вариант С).

 

Точка минимума: 8,1 . Уравнение дна оврага: y 1 x 8 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итерац

Градиентный спуск

 

 

Наискорейший спуск

 

ии

 

t 0.00938

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

f

x, y

 

x

y

f x, y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

6

 

-2

 

84

 

6

-2

84

 

1

6.52903

 

-2.12569

 

77.71

 

6.25183

-2.05984

13.42

 

2

6.16016

 

-1.99351

 

24.08

 

6.47234

-1.17808

9.77

 

3

6.35279

 

-2.03930

 

20.39

 

6.52142

-1.19037

7.99

 

4

6.21484

 

-1.99079

 

15.82

 

6.60843

-0.83794

6.99

 

5

6.31009

 

-2.01092

 

14.61

 

6.64278

-0.84639

6.25

 

6

6.24441

 

-1.98490

 

13.65

 

6.70074

-0.61173

5.69

 

7

6.29252

 

-1.99206

 

13.28

 

6.72944

-0.61878

5.24

 

8

6.26138

 

-1.97639

 

13.03

 

6.77285

-0.44316

4.86

 

9

6.28583

 

-1.97690

 

12.90

 

6.79800

-0.44933

4.55

 

10

6.27170

 

-1.96626

 

12.82

 

6.83397

-0.30483

4.27

22

Табл.4. Траектория спуска первого овражного метода для функции

f x, y 70 x - 8 2 y 1 2 1 (вариант А).

Точка минимума: 8,1 .

Уравнение дна оврага: x 8 .

Первый цикл

Второй цикл

 

 

Итерац

 

x

 

y

 

f x, y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ии

 

 

 

 

 

 

 

Первый этап

0

 

2

 

5

 

2537

 

t1 0,004

1

 

5.36

 

4.968

 

504.62

 

1 0,5

2

 

6.8384

 

4.93626

 

110.95

 

N1 5

3

 

7.4889

 

4.90477

 

34.53

 

 

 

4

 

7.77511

 

4.87353

 

19.54

 

 

 

5

 

7.90105

 

4.84254

 

16.45

 

Второй этап

6

 

9.14781

 

4.15058

 

103.15

 

t2

0,15

7

 

9.14781

 

3.58372

 

99.899

 

2

20

8

 

9.14781

 

3.11865

 

97.71

 

N 2 10

9

 

9.14781

 

2.7373

 

96.24

 

 

 

10

 

9.14781

 

2.42458

 

95.25

 

 

 

11

 

9.14781

 

2.16816

 

94.59

 

 

 

12

 

9.14781

 

1.95789

 

94.14

 

 

 

13

 

9.14781

 

1.79547

 

93.84

 

 

 

14

 

9.14781

 

1.64408

 

93.64

 

 

 

15

 

9.14781

 

1.528149

 

93.50

 

Первый этап

16

 

8.50504

 

1.52392

 

19.13

 

t1 0,004

17

 

8.2222

 

1.51973

 

4.73

 

1 0,5

18

 

8.09778

 

1.51557

 

1.94

 

N1 5

19

 

8.04302

 

1.51145

 

1.39

 

 

 

20

 

8.0193

 

1.50736

 

1.28

 

Второй этап

21

 

7.78042

 

1.41603

 

4.55

 

t2

0,15

22

 

7.78042

 

1.34115

 

4.49

 

2

20

23

 

7.78042

 

1.27974

 

4.45

 

N 2 10

24

 

7.78042

 

1.22939

 

4.43

 

 

 

25

 

7.78042

 

1.1881

 

4.41

 

 

 

26

 

7.78042

 

1.15424

 

4.40

 

 

 

27

 

7.78042

 

1.126664

 

4.39

 

 

 

28

 

7.78042

 

1.10371

 

4.386

 

 

 

29

 

7.78042

 

1.08504

 

4.382

 

 

 

30

 

7.78042

 

1.06974

 

4.380

 

23

Табл.5. Траектория спуска первого овражного метода для функции

f x, y x - 8 2 y 1 2 70 x y - 9 2 1 (вариант В).

Точка минимума: 8,1 . Уравнение дна оврага: y 9 x .

Первый цикл

Второй цикл

Третий цикл

 

Итераци

 

x

 

y

 

f x, y

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

7

 

5

 

648

 

Первый этап

1

 

4.7846

 

2.7316

 

168.45

 

t1 0,0053

2

 

5.91966

 

3.81422

 

50.95

 

1 0,5

3

 

5.39717

 

3.23985

 

20.01

 

N1 7

4

 

5.69409

 

3.48544

 

14.75

 

 

5

 

5.67532

 

3.32588

 

12.79

 

 

6

 

5.67681

 

3.3674

 

12.14

 

 

7

 

5.66884

 

3.30943

 

11.80

 

Второй этап

8

 

7.20952

 

2.99388

 

106.97

 

t2 0,2; 2 70

 

 

 

 

 

 

 

 

N 2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

6.32498

 

2.07982

 

29.79

 

Первый этап

10

 

6.78437

 

2.51001

 

10.83

 

t1 0,0053

11

 

6.57882

 

2.27557

 

6.13

 

1 0,5

12

 

6.70193

 

2.37009

 

4.92

 

N1 7

13

 

6.66225

 

2.30213

 

4.57

 

 

14

 

6.70286

 

2.31476

 

4.43

 

 

15

 

6.70286

 

2.28775

 

4.35

 

Второй этап

16

 

7.48467

 

2.0356

 

21.27

 

t2 0,2; 2 70

 

 

 

 

 

 

 

 

N 2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

7.10409

 

1.63858

 

6.86

 

Первый этап

18

 

7.30452

 

1.82275

 

3.30

 

t1 0,0053

19

 

7.21746

 

1.71959

 

2.41

 

1 0,5

20

 

7.27246

 

1.75867

 

2.17

 

N1 7

21

 

7.25707

 

1.72753

 

2.10

 

 

22

 

7.27637

 

1.73124

 

2.06

 

 

23

 

7.27637

 

1.71784

 

2.04

 

Второй этап

24

 

7.72783

 

1.59271

 

8.61

 

t2 0,2; 2 70

25

 

-1.13863

 

-7.6197

 

22216.5

 

N 2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

24

Табл.6. Траектория спуска второго овражного метода для функции

f x, y x - 8 2 y 1 2 70 y x 8 2 1 2 1 (вариант С).

Точка минимума: 8,1 .

Уравнение дна оврага: y 1 x 8 2 .

Шаг метода: t 0.4

 

 

 

 

Итерации

x

y

f x, y

 

 

 

 

0

2

-2

76276

1

6.93885

0.44528

25.28

2

7.58732

0.94577

2.11636

3

7.85623

0.99744

1.04363

4

7.909

0.98519

1.01149

5

7.90177

0.99331

1.01030

6

7.93153

0.99114

1.00598

7

7.90631

0.99764

1.01167

8

7.91925

0.99047

1.00724

9

7.90533

0.99599

1.01069

10

7.92173

0.99102

1.00678

Литература

1.Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. – М.:

Наука, 1975. – 608 с.

2.Моисеев.Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. – М.: Наука,

1975.

3.Пантелеев А.В., Летова Т.А. Методы оптимизации в примерах и задачах. – М.:

Высшая школа, 2002. – 544 с.

25

Приложение

Табл.1. Траектория спуска метода градиентного спуска для функции

f x, y 70 x - 8 2 y 1 2 1

(вариант А).

 

 

Точка минимума: 8,1 .

 

 

 

 

Уравнение дна оврага: x 8 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итераци

x

y

f x, y

 

 

я

 

 

 

 

 

0

2

5

2537

 

 

1

12.29

4.902

1304.51

 

 

2

4.93265

4.8064

674.09

 

=0,01225t

3

10.1931

4.71314

351.48

 

5

9.1212

4.53343

101.48

 

 

 

6

 

 

 

 

4

6.43189

4.62217

186.25

 

 

 

 

 

 

 

 

6

7.19835

4.44686

57.87

 

 

7

8.57318

4.36241

35.30

 

 

8

7.59017

4.28003

23.52

 

 

9

8.29303

4.19967

17.25

 

 

10

7.79049

4.12128

13.81

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

5

2537

 

 

1

2.84

4.992

1880.73

 

 

2

3.5624

4.984

1395.33

 

t =0,001

3

4.1837

4.976

1036.32

 

4

4.7179

4.9681

770.77

 

5

5.1774

4.9602

574.36

 

6

5.5726

4.9522

429.08

 

 

7

5.9124

4.9443

321.61

 

 

8

6.2047

4.9364

242.11

 

 

9

6.456

4.9286

183.30

 

 

10

6.6722

4.9207

139.79

26

Табл.2. Траектория спуска метода наискорейшего спуска для функции

f x, y x - 8 2 y 1 2 70 x y - 9 2 1 (вариант В).

Точка минимума: 8,1 . Уравнение дна оврага: y 9 x .

 

 

 

 

Итерация

x

y

f x, y

 

 

 

 

0

2

5

333

1

3.0373

5.9663

50.29

2

6.0289

2.836

9.53

3

6.1131

2.8921

8.14

4

6.3578

2.5297

6.92

5

6.4278

2.5765

5.96

6

6.6326

2.2737

5.11

7

6.6909

2.3127

4.44

8

6.8617

2.0603

3.85

9

6.9103

2.0927

3.38

10

7.0339

1.9172

2.94

27

Табл.3. Сравнение траекторий спуска для функции

f x, y x - 8 2 y 1 2

70 y x 8 2 1 2

1 (вариант С).

 

 

Точка минимума: 8,1 . Уравнение дна оврага:

y 1 x 8 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итерац

 

Градиентный спуск

Наискорейший спуск

 

ии

 

 

t 0.00938

 

 

 

 

 

 

x

y

f x, y

x

y

f x, y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

6

-2

84

6

-2

84

 

1

 

6.529

-

77.71

6.25183

-2.05984

13.42

 

 

 

03

2.1256

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

2

 

6.160

-

24.08

6.47234

-1.17808

9.77

 

 

 

16

1.9935

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

3

 

6.352

-

20.39

6.52142

-1.19037

7.99

 

 

 

79

2.0393

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

4

 

6.214

-

15.82

6.60843

-0.83794

6.99

 

 

 

84

1.9907

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

5

 

6.310

-

14.61

6.64278

-0.84639

6.25

 

 

 

09

2.0109

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

6

 

6.244

-

13.65

6.70074

-0.61173

5.69

 

 

 

41

1.9849

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

7

 

6.292

-

13.28

6.72944

-0.61878

5.24

 

 

 

52

1.9920

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

8

 

6.261

-

13.03

6.77285

-0.44316

4.86

 

 

 

38

1.9763

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

9

 

6.285

-

12.90

6.79800

-0.44933

4.55

 

 

 

83

1.9769

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

28

 

10

6.271

-

12.82

6.83397

-0.30483

 

4.27

 

 

 

70

1.9662

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

Табл.4. Траектория спуска первого овражного метода для функции

 

f x, y 70 x - 8 2 y 1 2

1

(вариант А).

 

Точка минимума: 8,1 .

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение дна оврага:

x 8 .

 

 

 

 

 

 

Первый цикл

Второй цикл

 

 

Итерац

 

x

 

y

 

f x, y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ии

 

 

 

 

 

 

 

Первый этап

0

 

2

 

5

 

2537

 

t1 0,004

1

 

5.36

 

4.968

 

504.62

 

1 0,5

2

 

6.8384

 

4.93626

 

110.95

 

N1 5

3

 

7.4889

 

4.90477

 

34.53

 

 

 

4

 

7.77511

 

4.87353

 

19.54

 

 

 

5

 

7.90105

 

4.84254

 

16.45

 

Второй этап

6

 

9.14781

 

4.15058

 

103.15

 

t2 0,15

7

 

9.14781

 

3.58372

 

99.899

 

2

20

8

 

9.14781

 

3.11865

 

97.71

 

N 2

10

9

 

9.14781

 

2.7373

 

96.24

 

 

 

10

 

9.14781

 

2.42458

 

95.25

 

 

 

11

 

9.14781

 

2.16816

 

94.59

 

 

 

12

 

9.14781

 

1.95789

 

94.14

 

 

 

13

 

9.14781

 

1.79547

 

93.84

 

 

 

14

 

9.14781

 

1.64408

 

93.64

 

 

 

15

 

9.14781

 

1.52814

 

93.50

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

Первый этап

16

 

8.50504

 

1.52392

 

19.13

 

t1 0,004

17

 

8.2222

 

1.51973

 

4.73

 

1 0,5

18

 

8.09778

 

1.51557

 

1.94

 

N1 5

19

 

8.04302

 

1.51145

 

1.39

 

 

 

20

 

8.0193

 

1.50736

 

1.28

 

Второй этап

21

 

7.78042

 

1.41603

 

4.55

 

t2 0,15

22

 

7.78042

 

1.34115

 

4.49

 

2

20

23

 

7.78042

 

1.27974

 

4.45

 

N 2

10

24

 

7.78042

 

1.22939

 

4.43

 

 

 

25

 

7.78042

 

1.1881

 

4.41

 

 

 

26

 

7.78042

 

1.15424

 

4.40

 

 

 

27

 

7.78042

 

1.12666

 

4.39

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

28

 

7.78042

 

1.10371

 

4.386

 

 

 

29

 

7.78042

 

1.08504

 

4.382

 

 

 

30

 

7.78042

 

1.06974

 

4.380

 

Табл.5. Траектория спуска первого овражного метода для функции

f x, y x - 8 2 y 1 2 70 x y - 9 2 1 (вариант В).

Точка минимума: 8,1 . Уравнение дна оврага: y 9 x .

Первый цикл

Второй цикл

Третий цикл

 

 

 

 

29

 

 

 

 

Итераци

 

x

 

y

 

f x, y

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

7

 

5

 

648

 

Первый этап

1

 

4.7846

 

2.7316

 

168.45

 

t1 0,0053

2

 

5.91966

 

3.81422

 

50.95

 

1 0,5

3

 

5.39717

 

3.23985

 

20.01

 

N1 7

4

 

5.69409

 

3.48544

 

14.75

 

 

5

 

5.67532

 

3.32588

 

12.79

 

 

6

 

5.67681

 

3.3674

 

12.14

 

 

7

 

5.66884

 

3.30943

 

11.80

 

Второй этап

8

 

7.20952

 

2.99388

 

106.97

 

t2 0,2; 2 70

 

 

 

 

 

 

 

 

N 2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

6.32498

 

2.07982

 

29.79

 

Первый этап

10

 

6.78437

 

2.51001

 

10.83

 

t1 0,0053

11

 

6.57882

 

2.27557

 

6.13

 

1 0,5

12

 

6.70193

 

2.37009

 

4.92

 

N1 7

13

 

6.66225

 

2.30213

 

4.57

 

 

14

 

6.70286

 

2.31476

 

4.43

 

 

15

 

6.70286

 

2.28775

 

4.35

 

Второй этап

16

 

7.48467

 

2.0356

 

21.27

 

t2 0,2; 2 70

 

 

 

 

 

 

 

 

N 2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

7.10409

 

1.63858

 

6.86

 

Первый этап

18

 

7.30452

 

1.82275

 

3.30

 

t1 0,0053

19

 

7.21746

 

1.71959

 

2.41

 

1 0,5

20

 

7.27246

 

1.75867

 

2.17

 

N1 7

21

 

7.25707

 

1.72753

 

2.10

 

 

22

 

7.27637

 

1.73124

 

2.06

 

 

23

 

7.27637

 

1.71784

 

2.04

 

Второй этап

24

 

7.72783

 

1.59271

 

8.61

 

t2 0,2; 2 70

25

 

-1.13863

 

-7.6197

 

22216.5

 

N 2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

30

Табл.6. Траектория спуска второго овражного метода для функции f x, y x - 8 2 y 1 2 70 y x 8 2 1 2 1 (вариант С).

Точка минимума: 8,1 .

Уравнение дна оврага: y 1 x 8 2 .

Шаг метода: t 0.4

 

 

 

 

Итераци

x

y

f x, y

и

 

 

 

0

2

-2

76276

1

6.93885

0.44528

25.28

2

7.58732

0.94577

2.11636

3

7.85623

0.99744

1.04363

4

7.909

0.98519

1.01149

5

7.90177

0.99331

1.01030

6

7.93153

0.99114

1.00598

7

7.90631

0.99764

1.01167

8

7.91925

0.99047

1.00724

9

7.90533

0.99599

1.01069

10

7.92173

0.99102

1.00678

Примечание. Приводимые ниже рисунки иллюстрируют данные соответствующих таблиц,

как указано в тексте. Пунктирной линией на каждом рисунке изображено «дно оврага». На

некоторых рисунках отдельно отмечена точка минимума.