Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ио шпоры.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
18.09.2019
Размер:
342.53 Кб
Скачать

20. Метод Ньютона-Рафсона.

Метод предназначен для реш-я СНЛУ: g1(x)=0, g2(x)=0,….,gn(x)=0,(1), в кот.число уравнений = числу неизвестных. Этот метод явл.методом 1-го пор. В частности этот метод м.б.применен при поиске стац.точек целевой ф-и, когда необх решить сист.ур-ний, задаваемую соотн-ем: ▼f(х)=0. Обосн-е метода: В основе метода лежит ф-ла Тейлора. Пусть точка у реш-е с-мы (1), а точ.х расположена недалеко от у. Тогда, разлагая каждую ф-ю gi) по ф-ле Тейлора в точ.хс точностью до производных 1-го порядка по ф-ле Тейлора имеют след. Соотн-е : gi(y)~gi(x)+∑nj=1((dgi(x)\dxj))(yj-xj),i=1,n, (2). Т.к. gi(y)=0 для каждой i=1,n, то из соотнош.(2) можем получить след.соотнош.: g(x)+Rg-(x)(y-x)=0,(3), где Rg -это матрица Якоби ф-ции g1(x)

g(x)= g2(x)

…..

gn(x), компонентами кот.явл.ф-ции исходной с-мы ур-й. Предполож, м-ца Якоби Rg в точке х не вырождена, т.е.имеет нулевой опред-ль. Это означ-, что у неё есть обратная м-ца Rg-1).

Умножая соотн-е (3) слева на Rg-1), получ- соотн., кот.лежит в основе алгоритма Ньютона-Рафсона: y~x-R-1g(x)g(x),(4). Описание алгоритма:

Итерация 0. Выбир-ся точ.начального приближения х(0), точность решения ε>0.

Итерация к.

(а) производится вычисления Rg-1(к)).

(б)вычисляется приближение х(к+1)=х(к)- Rg-1(к))g(x(k)), (5), кот.явл.следствием (4).

(в)производится проверка условия: |х(к+1)-х(к)|<ε, если проверка выполнена, то алгоритм завершается, т.е.х→*(к+1).

19. Метод Ньютона.

предназн для поиска экстремума целевой ф-ции. Он явл.методом 2-го уровня. В основе метода лежит метод Ньютона-Рафсона и тот факт, что м-ца Якоби Rf градиента ф-ций явл.м-цей Гессе этой ф-ции.

Т.к.экстремум находится в стац.точке, то для его опред-я необх найти эту точку, решив с-му ур-ний,опред соотнош-м: ▼f (х)=0. это можно сделать методом Ньютона –Рафсона. Описание метода:

Итерация 0. точ.начального приближения х(0), точность реш-я ε>0.

Итерация к.

(а)выч-ся м-ца Гессе Н(х(к)) целевой ф-ции f(х) в тчо.х(к) и нах-ся обратная м-ца Н-1(к)).

(б)выч-ся очередное приближение: х(к+1)= х(к)-Н-1(к))▼f(х(к)), (1).

(в)проверяется усл-е: |х(к+1)-х(к)|<ε,если это усл-е выполнено, то стац.точ.найдена, т.е.х*(к+1).

(г)выясняется тип опред-ти м-цы Гессе в найденной стац.точ. Н(х→*). И делается вывод о типе экстремума.

З. как правило сходимость численных методов зависит от выбора. Это особенно важно, когда исходная целевые ф-ции имеют несколько экстремумов и начальное приближение д.б.близко к нужному.

21. Динамическое программирование(Дин.П.)

Дин.П.-совок. моделей и методов оптимизации сложных операций путем их разложений на сов-ти более простых операций.

Постановка задачи Дин.П.

Предполож, что некот. операция над некот. С-мой пред. собой совок. из n более простых операций.На к-ом шаге происх переход с-мы из состояния Sk-1 в состояние Sk под возд-ем «упр-я» xk.Начальное сост-е S0 и конечное сост-е Sn с-мы заданы.

Треб-ся найти такое оптим упр-е X*=(x*1,x*2,…,x*n) всей многошаговй операции в целом,т.е.решить задачу:

W=F(S0,X)→XD max, (1).

Где F(S0,X)-показатель эфф-ти (целевая ф-я ) задачи Дин.П.