- •1. ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Постановка задач оптимизации
- •1.2. Математическая постановка задач оптимизации
- •1.2.1. Виды ограничений
- •1.2.2. Критерии оптимальности
- •1.2.3. Классификация задач
- •2. ОДНОМЕРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
- •2.1. Методы сужения интервала неопределенности
- •2.1.1. Общий поиск
- •2.1.2. Унимодальные функции
- •2.1.3. Метод деления интервала пополам
- •2.1.4. Метод золотого сечения
- •2.1.5. Установление первоначального интервала неопределенности
- •2.2. Ньютоновские методы
- •3. МИНИМУМ ФУНКЦИИ МНОГИХ ПЕРЕМЕННЫХ
- •3.1. Рельеф функции
- •3.2. Метод покоординатного спуска (Метод Гаусса)
- •3.3. Метод оврагов
- •4. МЕТОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОИЗВОДНЫХ
- •4.1. Градиентные методы
- •4.2. Метод Нюьтона
- •4.3. Метод Марквардта
- •5. УСЛОВНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
- •5.1. Задачи с ограничениями в виде равенств
- •5.1.1. Множители Лагранжа
- •5.2. Задачи с ограничениями в виде неравенств
- •5.2. Методы штрафных функций
- •5.3. Метод факторов
- •6. Случайный поиск
- •6.1. Простой случайный поиск
- •6.2. Ненаправленный случайный поиск
- •6.3. Направленный случайный поиск
- •6.3.1. Алгоритм парной пробы
- •6.3.2. Алгоритм наилучшей пробы
- •6.3.3. Метод статистического градиента
- •6.3.4. Алгоритм наилучшей пробы с направляющим гиперквадратом
- •6.4. Алгоритмы глобального поиска
- •7. ЛИНЕЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
- •7.1. Примеры задач линейного программирования
- •7.1.1. Задача об использовании сырья
- •7.1.2. Задача об использовании мощностей оборудования
- •7.1.3. Транспортная задача
- •7.1.4. Задача о питании
- •7.2. Основная задача линейного программирования
- •7.3. Основная задача линейного программирования с ограничениями-неравенствами
- •7.4. Геометрическое толкование задач линейного программирования
- •7. СИМПЛЕКС МЕТОД ИЛИ МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО УТОЧНЕНИЯ ОЦЕНОК
- •7.1. Алгоритм симплекс метода
- •7.2. Вырожденность в задачах линейного программирования
- •7.3. Двойственность задачи линейного программирования
- •Теоремы двойственности
- •7.4. Метод последовательного уточнения оценок
- •7.5. Методы решения транспортной задачи
- •7.5.1. Метод северо-западного угла
- •7.5.2. Метод минимального элемента
- •7.5.3. Метод потенциалов
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. Том 1 и 2. – М.: “Наука”, 1994.
2.Бахвалов Н.С. Численные методы. – М.: “Наука”, 1993.
3.Калиткин Н.Н. Численные методы. – М.: “Наука”, 1991.
4.Зуховицкий С.И., Авдеева Л.И. Линейное и выпуклое программирова-
ние. – М.: “Наука”, 1994.
5.Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн. Кн.1. Пер. с англ.- М.: Мир, 1986.
6.Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн. Кн.2. Пер. с англ.- М.: Мир, 1986.
7.Атманов С.А. Линейное программирование. М.: “Наука”, 1981.
8.Моисеев Н. Н., Иванилов Ю. П., Столярова Е. М., Методы оптимизации. М.: – Наука, 1978.
9.Лесин В.В., Лисовец Ю.П. Основы методов оптимизации. – М.: Изд-во МАИ, 1995. – 344 с.
10.Растригин Л.А. Случайный поиск в задачах оптимизации многопараметрических систем. Рига, Зинатне,1965. 212 с.
11.Измаилов А.Ф., Солодов М.В. Численные методы оптимизации: Учеб. пособие. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 304 с.
12.Растригин Л.А. Статистические методы поиска. М.: Наука, 1968. 376 с.
13.Растригин Л.А. Случайный поиск. М.: Знание, 1979. 64 с.
14. Электронный учебник: В.И. Рейзлин. Методы оптимизации. Томск,
ТПУ: http://109.123.146.125/
15.NEOS Wiki – электронный ресурс: http://wiki.mcs.anl.gov/NEOS/index.php/NEOS_Wiki, метод доступа – свободный.
16.Optimization – From Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Optimization_(mathematics)
102
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1. ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................ |
3 |
1.1. Постановка задач оптимизации......................................................................... |
3 |
1.2. Математическая постановка задач оптимизации ............................................ |
5 |
1.2.1. Виды ограничений ........................................................................................ |
5 |
1.2.2. Критерии оптимальности............................................................................. |
6 |
1.2.3. Классификация задач.................................................................................... |
9 |
2. ОДНОМЕРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ....................................................................... |
11 |
2.1. Методы сужения интервала неопределенности............................................. |
11 |
2.1.1. Общий поиск................................................................................................ |
11 |
2.1.2. Унимодальные функции............................................................................. |
12 |
2.1.3. Метод деления интервала пополам........................................................... |
13 |
2.1.4. Метод золотого сечения............................................................................. |
14 |
2.1.5. Установление первоначального интервала неопределенности.............. |
17 |
2.2. Ньютоновские методы................................................................................... |
18 |
3. МИНИМУМ ФУНКЦИИ МНОГИХ ПЕРЕМЕННЫХ ....................................... |
21 |
3.1. Рельеф функции................................................................................................. |
21 |
3.2. Метод покоординатного спуска (Метод Гаусса)........................................... |
23 |
3.3. Метод оврагов.................................................................................................... |
24 |
4. МЕТОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОИЗВОДНЫХ...................................... |
26 |
4.1. Градиентные методы ........................................................................................ |
28 |
4.2. Метод Нюьтона................................................................................................. |
29 |
4.3. Метод Марквардта............................................................................................ |
30 |
5. УСЛОВНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ............................................................................ |
33 |
5.1. Задачи с ограничениями в виде равенств....................................................... |
33 |
5.1.1. Множители Лагранжа................................................................................. |
33 |
5.2. Задачи с ограничениями в виде неравенств................................................... |
36 |
5.2. Методы штрафных функций............................................................................ |
39 |
5.3. Метод факторов................................................................................................. |
42 |
6. Случайный поиск.................................................................................................... |
44 |
6.1. Простой случайный поиск................................................................................ |
44 |
6.2. Ненаправленный случайный поиск................................................................. |
45 |
103 |
|
6.3. Направленный случайный поиск..................................................................... |
45 |
6.3.1. Алгоритм парной пробы............................................................................. |
45 |
6.3.2. Алгоритм наилучшей пробы...................................................................... |
46 |
6.3.3. Метод статистического градиента............................................................. |
47 |
6.3.4. Алгоритм наилучшей пробы с направляющим гиперквадратом........... |
47 |
6.4. Алгоритмы глобального поиска...................................................................... |
48 |
7. ЛИНЕЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ............................................................... |
51 |
7.1. Примеры задач линейного программирования.............................................. |
51 |
7.1.1. Задача об использовании сырья................................................................. |
51 |
7.1.2. Задача об использовании мощностей оборудования............................... |
52 |
7.1.3. Транспортная задача................................................................................... |
54 |
7.1.4. Задача о питании ......................................................................................... |
56 |
7.2. Основная задача линейного программирования............................................ |
57 |
7.3. Основная задача линейного программирования с ограничениями- |
|
неравенствами........................................................................................................... |
60 |
7.4. Геометрическое толкование задач линейного программирования.............. |
64 |
7. СИМПЛЕКС МЕТОД ИЛИ МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО УТОЧНЕНИЯ |
|
ОЦЕНОК...................................................................................................................... |
74 |
7.1. Алгоритм симплекс метода.............................................................................. |
77 |
7.2. Вырожденность в задачах линейного программирования............................ |
81 |
7.3. Двойственность задачи линейного программирования................................ |
82 |
7.4. Метод последовательного уточнения оценок................................................ |
89 |
7.5. Методы решения транспортной задачи.......................................................... |
91 |
7.5.1. Метод северо-западного угла..................................................................... |
93 |
7.5.2. Метод минимального элемента................................................................. |
93 |
7.5.3. Метод потенциалов..................................................................................... |
94 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................ |
102 |
СОДЕРЖАНИЕ......................................................................................................... |
103 |
104
Учебное издание
Рейзлин Валерий Израилевич
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Учебное пособие
Издано в авторской редакции
Научный редактор доктор техниических наук профессор В.К. Погребной
Дизайн обложки В. И. Рейзлин
Отпечатано в Издательстве НИ ТПУ в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета
Подписано к печати 2013. Формат 60х84/17. Бумага «Cнегурочка».
Печать XEROX. Усл. печ. л. 5,74. Уч.- изд. л. 5,19. 3аказ . Тираж экз.
НациональныйисследовательскийТомскийполитехническийуниверситет Системаменеджментакачества
Томского политехническогоуниверситетасертифицирована
NATIONAL QUALITY ASSURANCE постандартуISO 9001:2000
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.
105