- •Н.Г. Лядина, е.А. Ермакова, л.В. Уразбахтина
- •Математические методы в экономике апк
- •Нелинейное и выпуклое программирование
- •Учебное пособие
- •Содержание
- •Введение
- •Нелинейное программирование Постановка и особенности задач нелинейного программирования
- •2. Область допустимых решений может иметь несколько оптимальных решений, находящихся в отличие от линейного программирования не на отрезке. Пример на рисунке 1.
- •3. Область допустимых решений может состоять из нескольких частей.
- •4. Точки, соответствующие оптимальному решению, могут находиться как на границе, так и внутри области допустимых решений.
- •5. Целевая функция может иметь несколько локальных экстремумов, из которых затем находят точку глобального оптимума.
- •Контрольные вопросы
- •Экстремум функции1
- •Нахождение безусловных экстремумов непрерывных дифференцируемых функций
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания 1
- •Нахождение условных экстремумов. Метод множителей Лагранжа5
- •Б) Алгоритм метода множителей Лагранжа
- •Контрольные вопросы
- •Выпуклое программирование
- •Свойства выпуклых и гладких функций
- •Классификация задач выпуклого программирования
- •Экономические показатели производства культур
- •Формы записи задачи выпуклого программирования
- •Градиент и производная по направлению
- •Алгоритм решения специальной задачи выпуклого программирования. Метод Франка-Вульфа 10
- •Индивидуальные задания 3
- •Методы поиска – методы решения задач выпуклого программирования Метод последовательного изменения аргументов (координат)
- •Индивидуальные задания 4
- •Индивидуальные задания 5
- •Градиентные методы Метод наискорейшего подъема (для самостоятельного изучения)
- •Метод наискорейшего спуска
- •Различные алгоритмы градиентного метода (для самостоятельного изучения)
- •Индивидуальные задания 6
- •Индивидуальные задания 7
- •Алгоритм нелокального случайного поиска на минимум целевой функции
- •Индивидуальные задания 8
- •Особенности метода локального случайного поиска
- •Индивидуальные задания 9
- •Метод штрафных функций
- •Индивидуальные задания 10
- •Квадратичное программирование (кп) Графический метод
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания 11
- •Квадратичный симплекс-метод
- •Индивидуальные задания 12
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тестовые задания Тесты - выпуклое программирование
- •Тесты - квадратичное программирование
- •Рекомендуемая литература
- •Словарь терминов
- •Приложение
- •Индивидуальные задания 1 - 30
- •127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44
Контрольные вопросы
1. Почему экстремум называется условным?
2. Как свести задачу на условный экстремум к задаче на безусловный экстремум?
3. Когда используется метод множителей Лагранжа?
4. Как формулируется задача на нахождение условного экстремума методом множителей Лагранжа?
5. Как составляется функция Лагранжа?
6. Как найти стационарные точки функции Лагранжа?
7. Как можно найти искомый максимум (минимум) задачи?
8. Назовите алгоритм метода множителей Лагранжа?
Индивидуальные задания 2
Найти экстремумы функции в номерах 1- 6.
7 – 24. Для заданной функции полезности Z(x1,x2) на товары x1 и x2 определить, какой оптимальный набор товаров выберет потребитель при векторе цен р (р1,р2) и доходе I. Найти максимальное значение функции полезности. Ограничение максимизации функции полезности имеет вид: р1х1 + р2х2 = I
Таблица 2
Варианты заданий
Вариант |
Z(х1,х2) |
р1 |
р2 |
I |
Вариант |
Z(х1,х2) |
р1 |
р2 |
I |
7 |
|
3 |
4 |
400 |
16 |
|
1 |
1,5 |
250 |
8 |
|
2 |
2 |
150 |
17 |
|
3 |
1 |
430 |
9 |
|
2 |
4 |
150 |
18 |
|
0.7 |
1 |
210 |
10 |
|
1 |
2 |
280 |
19 |
|
2 |
2,5 |
180 |
11 |
|
3 |
1 |
400 |
20 |
|
4 |
3 |
350 |
12 |
|
1 |
2 |
250 |
21 |
|
2 |
4 |
100 |
13 |
|
0,7 |
1 |
200 |
22 |
|
2 |
2 |
160 |
14 |
|
2 |
2,5 |
170 |
23 |
|
3 |
4 |
310 |
15 |
|
4 |
3 |
380 |
24 |
|
2 |
4 |
150 |
Выпуклое программирование
Задачи выпуклого программирования – это задачи минимизации нелинейной, но гладкой функции выпуклой или вогнутой при ограничениях, заданных нелинейными или линейными неравенствами, определяющими выпуклое множество.
Множество называется выпуклым, если для любых двух несовпадающих точек найдется отрезок прямой, соединяющий эти точки и целиком принадлежащий множеству .
Функция называется гладкой, если она имеет непрерывные первые производные.
Функция называется выпуклой на выпуклом множестве , если она обладает следующим свойством f[(1-t)X+tX] (1-t) · f (X)+t · f (X), где 0t1, X, X, - выпуклое множество.
