最優化步驟
⑴ 最優化方法怎樣分類的
最優化方法可以按不同標准進行分類:
(1)按照要求優化的目標是一個還是多個
⑵ 最優化方法的基本定義
最優化方法(也稱做運籌學方法)是近幾十年形成的,它主要運用數學方法研究各種系統的優化途徑及方案,為決策者提供科學決策的依據。最優化方法的主要研究對象是各種有組織系統的管理問題及其生產經營活動。最優化方法的目的在於針對所研究的系統,求得一個合理運用人力、物力和財力的最佳方案,發揮和提高系統的效能及效益,最終達到系統的最優目標。實踐表明,隨著科學技術的日益進步和生產經營的日益發展,最優化方法已成為現代管理科學的重要理論基礎和不可缺少的方法,被人們廣泛地應用到公共管理、經濟管理、工程建設、國防等各個領域,發揮著越來越重要的作用。本章將介紹最優化方法的研究對象、特點,以及最優化方法模型的建立和模型的分析、求解、應用。主要是線性規劃問題的模型、求解(線性規劃問題的單純形解法)及其應用――運輸問題;以及動態規劃的模型、求解、應用――資源分配問題。
最優化方法
1.微分學中求極值
2.無約束最優化問題
3.常用微分公式
4.凸集與凸函數
5.等式約束最優化問題
6.不等式約束最優化問題
7.變分學中求極值
詳細資料 最優化模型一般包括變數、約束條件和目標函數三要素:①變數:指最優化問題中待確定的某些量。變數可用x=(x1,x2,…,xn)T表示。②約束條件:指在求最優解時對變數的某些限制,包括技術上的約束、資源上的約束和時間上的約束等。列出的約束條件越接近實際系統,則所求得的系統最優解也就越接近實際最優解。約束條件可用 gi(x)≤0表示i=1,2,…,m,m 表示約束條件數;或x∈R(R表示可行集合)。③目標函數:最優化有一定的評價標准。目標函數就是這種標準的數學描述,一般可用f(x)來表示,即f(x)=f(x1,x2,…,xn)。要求目標函數為最大時可寫成;要求最小時則可寫成。目標函數可以是系統功能的函數或費用的函數。它必須在滿足規定的約束條件下達到最大或最小。 問題的分類 最優化問題根據其中的變數、約束、目標、問題性質、時間因素和函數關系等不同情況,可分成多種類型(見表)。最優化方法
最優化方法
不同類型的最優化問題可以有不同的最優化方法,即使同一類型的問題也可有多種最優化方法。反之,某些最優化方法可適用於不同類型的模型。最優化問題的求解方法一般可以分成解析法、直接法、數值計演算法和其他方法。①解析法:這種方法只適用於目標函數和約束條件有明顯的解析表達式的情況。求解方法是:先求出最優的必要條件,得到一組方程或不等式,再求解這組方程或不等式,一般是用求導數的方法或變分法求出必要條件,通過必要條件將問題簡化,因此也稱間接法。②直接法:當目標函數較為復雜或者不能用變數顯函數描述時,無法用解析法求必要條件。此時可採用直接搜索的方法經過若干次迭代搜索到最優點。這種方法常常根據經驗或通過試驗得到所需結果。對於一維搜索(單變數極值問題),主要用消去法或多項式插值法;對於多維搜索問題(多變數極值問題)主要應用爬山法。③數值計演算法:這種方法也是一種直接法。它以梯度法為基礎,所以是一種解析與數值計算相結合的方法。④其他方法:如網路最優化方法等(見網路理論)。
解析性質
根據函數的解析性質,還可以對各種方法作進一步分類。例如,如果目標函數和約束條件都是線性的,就形成線性規劃。線性規劃有專門的解法,諸如單純形法、解乘數法、橢球法和卡馬卡法等。當目標或約束中有一非線性函數時,就形成非線性規劃。當目標是二次的,而約束是線性時,則稱為二次規劃。二次規劃的理論和方法都較成熟。如果目標函數具有一些函數的平方和的形式,則有專門求解平方和問題的優化方法。目標函數具有多項式形式時,可形成一類幾何規劃。
最優解的概念
最優化問題的解一般稱為最優解。如果只考察約束集合中某一局部范圍內的優劣情況,則解稱為局部最優解。如果是考察整個約束集合中的情況,則解稱為總體最優解。對於不同優化問題,最優解有不同的含意,因而還有專用的名稱。例如,在對策論和數理經濟模型中稱為平衡解;在控制問題中稱為最優控制或極值控制;在多目標決策問題中稱為非劣解(又稱帕雷托最優解或有效解)。在解決實際問題時情況錯綜復雜,有時這種理想的最優解不易求得,或者需要付出較大的代價,因而對解只要求能滿足一定限度范圍內的條件,不一定過分強調最優。50年代初,在運籌學發展的早期就有人提出次優化的概念及其相應的次優解。提出這些概念的背景是:最優化模型的建立本身就只是一種近似,因為實際問題中存在的某些因素,尤其是一些非定量因素很難在一個模型中全部加以考慮。另一方面,還缺乏一些求解較為復雜模型的有效方法。1961年H.A.西蒙進一步提出滿意解的概念,即只要決策者對解滿意即可。 最優化一般可以分為最優設計、最優計劃、最優管理和最優控制等四個方面。①最優設計:世界各國工程技術界,尤其是飛機、造船、機械、建築等部門都已廣泛應用最優化方法於設計中,從各種設計參數的優選到最佳結構形狀的選取等,結合有限元方法已使許多設計優化問題得到解決。一個新的發展動向是最優設計和計算機輔助設計相結合。電子線路的最優設計是另一個應用最優化方法的重要領域。配方配比的優選方面在化工、橡膠、塑料等工業部門都得到成功的應用,並向計算機輔助搜索最佳配方、配比方向發展(見優選法)。②最優計劃:現代國民經濟或部門經濟的計劃,直至企業的發展規劃和年度生產計劃,尤其是農業規劃、種植計劃、能源規劃和其他資源、環境和生態規劃的制訂,都已開始應用最優化方法。一個重要的發展趨勢是幫助領導部門進行各種優化決策。③最優管理:一般在日常生產計劃的制訂、調度和運行中都可應用最優化方法。隨著管理信息系統和決策支持系統的建立和使用,使最優管理得到迅速的發展。④最優控制:主要用於對各種控制系統的優化。例如,導彈系統的最優控制,能保證用最少燃料完成飛行任務,用最短時間達到目標;再如飛機、船舶、電力系統等的最優控制,化工、冶金等工廠的最佳工況的控制。計算機介面裝置不斷完善和優化方法的進一步發展,還為計算機在線生產控制創造了有利條件。最優控制的對象也將從對機械、電氣、化工等硬系統的控制轉向對生態、環境以至社會經濟系統的控制。
圖書信息
書 名: 最優化方法
作者:張立衛
出版社:科學出版社
出版時間: 2010年6月1日
ISBN: 9787030276490
開本: 16開
定價: 27.00元
⑶ 解決經濟分析的最優化問題的基本步驟是什麼
從數學角度看,最優化問題可以分為無約束最優化和約束最優化。所謂無約束最優化問題是比較簡單的微分問題,可用微分求解。
管理決策問題往往也就是最優化問題,而比較常用和方便的方法就是邊際分析法。
所謂「無約束」,即產品產量、資源投入量、價格和廣告費的支出等都不受限制。在這種情況下,最優化的原則是:邊際收入等於邊際成本,也就是邊際利潤為零時,利潤最大,此時的業務量為最優業務量。管理決策中的諸多最優化問題,比如投入要素之間如何組合才能使成本最低;企業的產量多大,才能實現利潤最大,當因變數為自變數的連續函數時,經濟學與數學意義是統一的,可用邊際分析法解決;而在處理離散數列的最優化問題時則可以用統計的方法先將離散數列擬合成連續函數,求得最優點,然後在原離散數列中找到離擬合曲線最優點最近的前後兩點,比較其值及其投入量,既而求得最優點。
有約束條件的最優化包括一個或幾個貨幣、時間、生產能力或其他方面的限制,當存在不等式約束條件時,可以採用線性規劃。大多數情況下,管理者知道某些約束是連在一起的,即它們是同樣的約束條件,可以採用拉格朗日乘數法解決這些問題。
從數學上比較一般的觀點來看,所謂最優化問題可以概括為一種數學模型:結合一個函數F(x)以及自變數應滿足一定的條件,求X 為怎樣的值時,F(x)取得其最大值或最小值。通常,稱F(x)為目標函數,X 應滿足的條件為約束條件。求目標函數F(x)
在約束條件X 下的最大值或最小值問題,就是一般最優問題的數學模型,可以用數學符號簡潔地表示為MinF(x)或MaxF(x)。解決最優化問題地關鍵步驟是如何把實際問題,抽象成數學模型,也就是構造出目標函數與約束條件,一旦這一步完成,對於簡單問題,可藉助圖形或微積分來解決,遇到比較復雜地課題,可利用現有地數學軟體或最優化軟體,比如Matlab,Mathematica,Lindo,Lingo 等來計算。下面舉例說明如何計算有約束條件地最優化問題。
例設某種產品的產量是勞動力x和原料y(t)的函數,f(x),y=60X 3y 2,假定每單位勞動力費用100元,每單位原料費用200元,現有2萬元資金用於生產,為了得到最多的產品,應如何安排勞動力和原料。
解:依題意,可歸結為求函數f(x,y)=60x 3y 2在約束條件100x+200y=20000下的最大值,故可用拉格朗日乘數法求解。
⑷ 最優化考試,全是演算法步驟。。。。。怎麼考
回復 8# 不縮印的情況下1張A4紙(一面)勉強能抄完所有的演算法步驟,還有幾道變態的計算題也得准備下吧[s:122]
⑸ 數學建模最優化方法
數學建模最優化方法:
1、多目標優化問題。
對於教師和學生的滿意可以用幾個關鍵性的指標,如衡量老師的工作效率和工作強度及往返強度等,如定義
效率w=教師的實際上課時間/(教師坐班車時間+上課時間+在學校逗留時間)。
然後教師的滿意度S1為幾個關鍵性指標的加權平均。注意一些無量綱量和有量綱量的加權平均的歸一化問題。
對於學生可以定義每門課周頻次,每天上課頻次等等
對於學校滿意,可以定義班車出動次數,這個指標和教師的某一個指標是聯動的,教室和多媒體使用周期頻次和使用時長等等。
2、根據第一問的模型按照數據進行求解
3、教師、學生和學校的滿意度作為指標
4、根據結果提出合理化建議
數學建模就是通過計算得到的結果來解釋實際問題,並接受實際的檢驗,來建立數學模型的全過程。當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們就要在深入調查研究、了解對象信息、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言作表述來建立數學模型。
⑹ 最優化方法數學
最優化方法簡單,就是運籌學,高中就學過,比如一些簡單的線性規劃,裡面就是一些固定的模式化方法,考試前記下就能考高分,數理統計還是很煩瑣的,是數學專業的基礎課,有點難度的,計算方法呢,也是一些固定的模式公式,但公式比較多而且比較煩瑣,計算難度大。三個相對來說,就難度與計算復雜程度來看,最優秀化方法相對簡單。
⑺ 最優化方法的內容簡介
《最優化方法》介紹最優化模型的理論與計算方法,其中理論包括對偶理論、非線性規劃的最優性理論、非線性半定規劃的最優性理論、非線性二階錐優化的最優性理論;計算方法包括無約束優化的線搜索方法、線性規劃的單純形方法和內點方法、非線性規劃的序列二次規劃方法、非線性規劃的增廣Lagrange方法、非線性半定規劃的增廣Lagrange方法、非線性二階錐優化的增廣Lagrange方法以及整數規劃的Lagrange鬆弛方法。《最優化方法》注重知識的准確性、系統性和演算法論述的完整性,是學習最優化方法的一本入門書。
《最優化方法》可用作高等院校數學系高年級本科生和管理專業研究生的教材,也可作為相關工程技術人員的參考用書。
⑻ 什麼是最優化原理與方法
最優化原理可這樣闡述:一個最優化策略具有這樣的性質,不論過去狀態和決策如內何,對前面的決策所容形成的狀態而言,餘下的諸決策必須構成最優策略。簡而言之,一個最優化策略的子策略總是最優的。一個問題滿足最優化原理又稱其具有最優子結構性質。
最優化方法(也稱做運籌學方法)是近幾十年形成的,它主要運用數學方法研究各種系統的優化途徑及方案,為決策者提供科學決策的依據。最優化方法的主要研究對象是各種有組織系統的管理問題及其生產經營活動。最優化方法的目的在於針對所研究的系統,求得一個合理運用人力、物力和財力的最佳方案,發揮和提高系統的效能及效益,最終達到系統的最優目標。實踐表明,隨著科學技術的日益進步和生產經營的日益發展,最優化方法已成為現代管理科學的重要理論基礎和不可缺少的方法,被人們廣泛地應用到公共管理、經濟管理、國防等各個領域,發揮著越來越重要的作用。本章將介紹最優化方法的研究對象、特點,以及最優化方法模型的建立和模型的分析、求解、應用。主要是線性規劃問題的模型、求解(線性規劃問題的單純形解法)及其應用――運輸問題;以及動態規劃的模型、求解、應用――資源分配問題。