Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 635836)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Методы оптимизации (200,00 руб.)

0   0
Первый авторЛемешко Б. Ю.
ИздательствоИзд-во НГТУ
Страниц157
ID206139
АннотацияКурс лекций рассчитан на один семестр и предназначен для студентов ФПМИ, но может быть полезен и студентам других специальностей. Настоящее издание должно помочь студентам овладеть прикладными методами оптимизации.
Кому рекомендованоДля студентов III курса ФПМИ (направление 010500 – Прикладная математика и информатика, специальности 010503 – Математическое обеспечение и администрирование информационных систем).
ISBN978-5-7782-1202-2
УДК519.852(075.8)
ББК22.18
Лемешко, Б.Ю. Методы оптимизации : конспект лекций / Б.Ю. Лемешко .— Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009 .— 157 с. — ISBN 978-5-7782-1202-2 .— URL: https://rucont.ru/efd/206139 (дата обращения: 16.05.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Алгоритм наилучшей пробы с направляющим гиперквадратом ....... 72 <...> Прямые методы поиска или методы нулевого порядка – это методы, в которых при поиске экстремума используется информация только о самой функции и не используется информация о ее производных. <...> МЕТОДЫ ОДНОМЕРНОГО ПОИСКА Как правило, реально мы сталкиваемся с необходимостью решения многомерных задач. <...> Но на этапах поиска в многомерных методах почти обязательно сталкиваются с задачами одномерной минимизации в направлении некоторого вектора. <...> МЕТОД ДИХОТОМИИ Предполагается, что минимизируемая функция f ( x ) унимодальна на отрезке [a0 , b0 ] , и необходимо найти минимум этой функции на 7 заданном отрезке с некоторой точностью гласно следующим соотношениям: x1 a0 b0 2 и x2 a0 . Вычисляем две точки со- b0 2 , где (рис. <...> Метод дихотомии Затем сокращаем интервал неопределенности и получаем интервал [a1 , b1 ] следующим образом. <...> С помощью найденных точек определяем новый интервал неопределенности. <...> Поиск заканчивается, если длина интервала неопределенности [ak , bk ] на текущей итерации k становится меньше заданной точности: bk ak 8 . В данном методе на каждой итерации минимизируемая функция f ( x ) вычисляется дважды, а интервал неопределенности сокращается практически в два раза (при малых ). <...> МЕТОД ЗОЛОТОГО СЕЧЕНИЯ Этот метод позволяет найти минимум унимодальной функции на заданной области [a0 , b0 ] , как правило, с меньшими вычислительными затратами, чем метод дихотомии. <...> МЕТОД ФИБОНАЧЧИ Последовательность чисел Фибоначчи подчиняется соотношению: Fn Fn 2 Fn , 1 где n 1, 2, 3,... и F1 F2 . <...> Сам алгоритм метода Фибоначчи очень похож на алгоритм метода золотого сечения. <...> Следует также отметить, что при практическом применении метод золотого сечения по эффективности, скорости сходимости и точности получаемого решения практически не уступает методу Фибоначчи. <...> Применяются различные эвристические алгоритмы, используется интерполяция (аппроксимация) минимизируемой функции более простой <...>
Методы_оптимизации.pdf
Стр.1
Стр.2
Стр.3
Стр.4
Методы_оптимизации.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Б. Ю. ЛЕМЕШКО МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве конспекта лекций НОВОСИБИРСК 2009
Стр.1
УДК 519.852(075.8) Л 442 Рецензенты: д-р техн. наук, проф. А.А. Попов; д-р физ.-мат. наук, проф. В.А. Селезнев Работа подготовлена на кафедре прикладной математики для студентов III курса ФПМИ (направление 010500 – Прикладная математика и информатика, специальности 010503 – Математическое обеспечение и администрирование информационных систем) Лемешко Б.Ю. Л 442 Методы оптимизации : конспект лекций / Б.Ю. Лемешко. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. – 156 с. ISBN 978-5-7782-1202-2 Курс лекций рассчитан на один семестр и предназначен для студентов ФПМИ, но может быть полезен и студентам других специальностей. Настоящее издание должно помочь студентам овладеть прикладными методами оптимизации. УДК 519.852(075.8) ISBN 978-5-7782-1202-2 © Лемешко Б.Ю., 2009 © Новосибирский государственный технический университет, 2009 2
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 5 1. Методы одномерного поиска. .......................................................................... 7 1.1. Метод дихотомии .......................................................................................... 7 1.2. Метод золотого сечения ................................................................................ 9 1.3. Метод Фибоначчи ........................................................................................ 10 Контрольные вопросы ........................................................................................ 12 2. Прямые методы поиска .................................................................................. 12 2.1. Алгоритм Гаусса .......................................................................................... 13 2.2. Алгоритм Хука и Дживса ........................................................................... 14 2.3. Алгоритм Розенброка .................................................................................. 16 2.4. Симплексный метод Нелдера–Мида или поиск по деформируемому многограннику ............................................................................................. 20 2.5. Метод Пауэлла и сопряженные направления ........................................... 24 2.5.1. Обоснование применения сопряженных направлений в алгоритмах оптимизации ................................................................... 24 2.5.2. Алгоритм метода Пауэлла ..................................................................... 30 Контрольные вопросы ........................................................................................ 35 3. Методы первого порядка ................................................................................ 36 3.1. Алгоритм наискорейшего спуска ............................................................... 36 3.2. Метод сопряженных градиентов ................................................................ 38 3.3. Многопараметрический поиск ................................................................... 42 Контрольные вопросы ........................................................................................ 43 4. Методы второго порядка (метод Ньютона) ................................................ 44 Контрольные вопросы ........................................................................................ 47 5. Методы переменной метрики ........................................................................ 47 5.1. Введение ....................................................................................................... 47 5.2. Метод Бройдена ........................................................................................... 50 5.3. Метод Дэвидона–Флетчера–Пауэлла ........................................................ 52 5.4. Алгоритмы Пирсона .................................................................................... 54 5.5. Проективный алгоритм Ньютона–Рафсона ............................................... 55 5.6. Методы Гринштадта и Гольдфарба ........................................................... 55 5.7. Алгоритм Флетчера ..................................................................................... 56 5.8. Алгоритмы с аппроксимацией матрицы Гессе ......................................... 58 Контрольные вопросы ........................................................................................ 60 6. Методы штрафных функций ......................................................................... 60 Контрольные вопросы ........................................................................................ 64 7. Статистические методы поиска .................................................................... 64 7.1. Введение ....................................................................................................... 64 7.2. Простой случайный поиск .......................................................................... 66 3
Стр.3
7.3. Простейшие алгоритмы направленного случайного поиска ................... 68 7.3.1. Алгоритм парной пробы ........................................................................ 68 7.3.2. Алгоритм наилучшей пробы ................................................................. 69 7.3.3. Метод статистического градиента ........................................................ 70 7.3.4. Алгоритм наилучшей пробы с направляющим гиперквадратом ....... 72 7.4. Алгоритмы глобального поиска ................................................................. 73 Контрольные вопросы ........................................................................................ 76 8. Линейное программирование ........................................................................ 77 8.1. Основные определения и теоремы ............................................................. 77 8.2. Основная теорема линейного программирования .................................... 81 8.3. Симплекс-метод ........................................................................................... 83 8.3.1. Введение в симплекс-метод .................................................................. 83 8.3.2. Алгоритм симплекс-метода .................................................................. 87 8.3.3. Вырожденность в задачах линейного программирования ................. 92 8.4. Двойственность задач линейного программирования ............................. 94 8.4.1. Понятие двойственной задачи .............................................................. 94 8.4.2. Преобразования при решении прямой и двойственной задач ........... 95 8.4.3. Теоремы двойственности линейного программирования .................. 98 8.4.4. Метод последовательного уточнения оценок ................................... 102 Контрольные вопросы ...................................................................................... 105 9. Методы решения транспортной задачи ..................................................... 106 9.1. Формулировка классической транспортной задачи ............................... 106 9.2. Метод северо-западного угла ................................................................... 107 9.3. Метод минимального элемента ................................................................ 108 9.4. Теорема, лежащая в основе метода потенциалов ................................... 109 9.5. Алгоритм метода потенциалов ................................................................. 112 9.6. О вырожденности транспортной задачи ................................................. 117 Контрольные вопросы ...................................................................................... 118 10. Транспортная задача с ограничениями ................................................... 119 10.1. Постановка задачи ................................................................................... 119 10.2. Метод потенциалов для определения оптимального плана................. 120 10.3. Построение опорного плана ................................................................... 122 Контрольные вопросы ...................................................................................... 127 11. Транспортная задача по критерию времени .......................................... 127 Контрольные вопросы ...................................................................................... 131 12. Задача о максимальном потоке в транспортной сети ........................... 131 12.1. Постановка задачи ................................................................................... 131 12.2. Алгоритм построения максимального потока в транспортной сети ... 134 Контрольные вопросы ...................................................................................... 143 13. Параметрическое линейное программирование .................................... 143 13.1. Постановка задачи ................................................................................... 143 13.2. Алгоритм .................................................................................................. 145 Контрольные вопросы ...................................................................................... 152 Библиографический список ............................................................................. 153 4
Стр.4