Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • I. Задача безусловной оптимизации

    Лабораторная работа №1

    1. ЗАДАЧА БЕЗУСЛОВНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

    Задача оптимизации формулируется следующим образом:

    заданы множество Х (допустимое множество задачи) и функция f(x) (целевая функция), определенная на Х; требуется найти точки минимума или максимума функции f на Х. Задача оптимизации, в которой целевая функция подлежит минимизации, имеет вид

    В курсе рассматриваются задачи, допустимое множество которых лежит в евклидовом пространстве Rn.

    Точка x∈ X называется точкой глобального минимума f(x) на множестве X, или глобальным решением задачи оптимизации, если

    f(x*) ≤ f(x) при всех х∈ Х

    Точка x∈ X называется точкой локального минимума f(x) на множестве X, или локальным решением задачи оптимизации, если

    f(x*) ≤ f(x) при всех х∈ Х∩ Vε (x*)

    где Vε (x*= { х∈ Хn: ║ x- x*║ ≤ ε } − шар радиуса ε > 0 с центром в точке x* (ε - окрестность точки x*).

    Ясно, что глобальное решение является и локальным; обратное неверно.

    ФУНКЦИЯ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ

    Для функции одной переменной условия оптимальности формулируются следующим образом.

    Необходимое условие локальной оптимальности. Пусть f(x) дифференцируема в точке x∈ R1 Если x − точка локального оптимума (экстремума), то.

    f′ (x*)=0

    Точки, удовлетворяющие данному условию, называются стационарными. Стационарные точки могут быть и точками локального минимума, и точками локального максимума, и точками перегиба. Для определения характера стационарных точек используется достаточное условие локальной оптимальности.

    Достаточное условие локальной оптимальности. Пусть f(x) k раз, k> 1, дифференцируема в точке x∈ R1, причем

    f′ (x*)=f ′ ′ (x*)=…= f′ (k-1)(x*)=0, f′ (k)(x*) ≠ 0

    Тогда, если k − четное число, то x* − точка локального минимума (максимума) при f′ (k)(x*) > 0) (при f′ (k)(x*) < 0). Если k − нечетное число, то x − точка перегиба.

    Используя необходимое и достаточное условия оптимальности, находятся точки локальных экстремумов. Для определения точек глобальных экстремумов вычисляются предельные (при x → ∞ и x → − ∞) значения f(x). Если

    то f(x) не имеет конечного глобального максимума. Если

    то f(x) не имеет конечного глобального минимума.

    Если f(x) имеет конечный глобальный максимум и (или) конечный глобальный минимум, то для их определения вычисляются также значения f(x) на множестве точек локальных экстремумов. Наименьшее из полученных значений, т.е. значений f(x) в точках локальных экстремумов и предельных значений f(x), определяет точку глобального минимума, наибольшее из полученных значений − точку глобального максимума f(x).

    Алгоритм определения точек экстремумов функции одной переменной

    1. Находится f(x).

    2. Вычисляются корни уравнения f(x) =0 – стационарные точки

    x(i ), i∈ I={1, 2, …, N}, где N − число стационарных точек. Полагается k =2..

    3. Находится f(k)(x)

    4. Вычисляются значения f(k)(x(i)) для всех. i∈ I

    Если f(k)(x(i)) ≠ 0, то определяется тип стационарной точки x(i ), и ее номер исключается из множества I.

    5. Проверяется условие определения типа всех стационарных точек

    I=∅.

    Если оно выполняется, то осуществляется переход к п.6. Если условие не выполняется, то полагается k=k+1 и осуществляется переход к п.3.

    6. Вычисляются предельные (при x → ∞ и x → − ∞) значения f(x). Если f(x) не имеет конечных глобальных экстремумов, то вычисления прекращаются. В противном случае осуществляется переход к п.7.

    7. Вычисляются значения f(x) на множестве точек локальных экстремумов. По наименьшему из полученных значений f определяется точка глобального минимума, по наибольшему из полученных значений f − точка глобального максимума.

     

    1. Определить точки локальных и глобальных экстремумов функции

    2. Определить точки локальных и глобальных экстремумов функции

    3.Определить точки локальных и глобальных экстремумов функции

    4. Определить точки локальных экстремумов функции

    5. Определить точки локальных экстремумов функции

    6. Проверить, что точки x(1) =(0, 3, 1), x(2)=(0, 1, -1) и x(3)=(1, 2, 0) являются стационарными точками функции

    Определить, какие из приведенных точек являются точками экстремумов данной функции.

    7. Определить, являются ли точки x(1) =(0, 1), x(2)=(2, 1) точками экстремумов функции


     

     

    <== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
    Волоконная оптика и ее использование в оптических устройствах | Теоретическая часть. Лабораторная работа № 4. Окна в операционной системе Windows




    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.