Материал: Методы оптимизации в примерах и задачах. Медведь Н.А., Фокин А.А

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

vj

6

-1

6

 

2

4

ui

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

-1

-5

 

3

*

-1

 

 

 

 

 

 

-3

*

-8

*

 

-6

*

-6

*

-11

-2

 

-7

-8

2

-3

*

*

 

*

1

1.3(i0 , j0 ) (1,3) .

1.413 3 0 .

1.5Отмечаем звездочкой элемент (1,3) и по правилу вычеркивания определяем цикл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

*

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

*

 

*

 

 

 

 

 

Цикл образуют элементы (1,3)

(1,4)

(4,4)

(4,3) .

 

 

 

{(4,4)} ,

 

{(1,4),(4,3)} .

 

 

 

 

 

 

1.6

 

min(6,5)

 

5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.7

x130

 

 

5 , x141

6

5

 

1 , x143

5 5

0 , x144

5 1 6 ,

 

 

 

x210

0 , x123

2 , x125

6 , x311

12 , x142 8 .

 

 

 

1.8 Имеется только один элемент (4,3) из

, для которого x0

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

 

 

Поэтому он становится небазисным. Новая базисная точка имеет

 

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

5

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

0

0

2

0

6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

8

0

6

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1.9 L(x1)

L(x0 )

x131

13

 

76 5*3

61

 

 

 

 

Итерация 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1, 2.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

128

vj

3

-1

3

2

1

ui

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

-4

-5

*

*

-4

 

 

 

 

 

 

0

*

-5

*

-3

*

 

 

 

 

 

 

-3

*

-8

-2

-4

-8

 

 

 

 

 

 

2

-2

*

-3

*

-2

 

 

 

 

 

 

2.3, 2.4.

i0

max

ij

2

0 .

 

j0

 

 

Решение закончено.

x* x1 ,

L(x* ) 61.

Задачи для самостоятельного решения

Решить следующие задачи методами потенциалов, минимального элемента и “северо – западного угла”:

4.6.1

a\b

25

40

50

35

45

 

20

7

3

4

8

6

 

60

5

7

2

3

5

 

45

1

4

5

2

6

 

70

3

4

2

7

8

 

 

 

 

 

 

 

4.6.2

a\b

35

30

50

25

 

 

50

8

6

7

3

 

 

50

7

4

9

3

 

 

55

6

1

4

5

 

 

50

7

8

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4.6.3

a\b

10

40

20

60

20

 

30

5

1

5

2

4

 

70

5

7

6

3

2

 

25

1

5

4

2

6

 

25

1

6

3

3

5

129

4.6.4

a\b

70

40

30

60

50

 

20

6

1

7

3

3

 

90

7

4

4

8

4

 

80

8

2

3

5

7

 

60

3

4

2

8

5

4.6.5

a\b

30

90

80

20

30

 

95

2

8

4

6

3

 

55

3

2

5

2

6

 

40

6

5

8

7

4

 

60

3

4

4

2

1

 

 

 

 

 

 

 

4.6.6

a\b

10

30

25

15

20

 

20

9

1

5

7

1

 

15

2

8

4

8

1

 

45

2

3

2

8

5

 

20

6

1

3

4

7

 

 

 

 

 

 

 

4.6.7

a\b

13

13

13

13

28

 

28

8

4

6

3

1

 

13

9

3

8

5

7

 

19

7

3

5

9

8

 

20

2

1

4

5

7

 

 

 

 

 

 

 

4.6.8

a\b

11

13

26

10

10

 

24

9

1

3

2

7

 

12

6

9

4

1

5

 

18

9

1

2

8

5

 

16

3

3

9

6

8

 

 

 

 

 

 

 

4.6.9

a\b

10

35

15

25

35

 

30

7

3

1

5

4

 

25

7

5

8

3

2

 

45

6

4

8

3

2

 

20

3

1

7

6

2

130

4.6.10

a\b

30

80

65

35

40

 

60

8

2

4

9

1

 

55

7

5

5

3

6

 

85

9

4

6

2

7

 

50

5

3

2

6

4

5. ЗАДАЧА КВАДРАТИЧНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

5.1.1. Постановка задачи квадратичного программирования

Задачей квадратичного программирования называется задача выпуклого программирования минимизации квадратичной

функции на допустимом множестве

, заданном линейными

ограничениями

 

xT Qx bxT c min x ,

где Q (qij ) - симметричная положительно определенная матрица

размера n n , b - фиксированный вектор размера n , с - заданное число.

Рассмотрим задачу квадратичного программирования вида:

 

n

 

 

 

_____

 

gi (x)

 

 

 

ij x j

i

0, i=1,m ,

(5.1.1)

 

j 1

 

 

 

 

 

 

1

 

n

n

 

n

 

f (x)

 

 

 

qij x j

bj x j c

min ,

2 i

 

 

1

j 1

 

j 1

 

 

 

 

 

____

 

 

 

xj 0, j=1,n .

 

 

 

Для данной задачи условной оптимизации можно

рассмотреть функцию Лагранжа вида:

 

 

 

 

 

 

n

n

 

L(x, , )

 

f (x)

 

i gi (x)

j ( x j )

 

 

 

 

 

i 1

j 1

 

 

 

 

 

131

 

 

 

1 n

n

n

 

 

 

 

qij x j

bj x j

c

2 i 1

 

j

1

j 1

 

n

 

n

 

n

 

i (

 

ij x j

i )

i ( x j ) .

i 1

j

1

j

1

При этом условия Куна - Таккера запишутся в виде следующей системы равенств и неравенств:

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

0,

 

j

1, n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q ij x i

b j

 

 

i

ij

 

 

j

 

0, j 1, n

x j

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ij x j

 

 

 

i

0, i

1, m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i gi

i

 

 

ij x j

i

0, i 1, m

 

 

 

 

 

 

 

j

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j x j

0,

 

 

j

 

1, n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

0,

i

1, m,

 

 

j

0,

 

j 1, n.

5.1.2. Использование симплексного метода для решения задачи квадратичного программирования

По теореме Куна - Таккера решение системы (5.1.2) является

искомой точкой минимума функции

f (x)

(5.1.1) на множестве .

 

 

 

 

 

_____

 

 

Введя дополнительные

переменные

xn

1 , i=1,m, полученную

систему перепишем в виде системы равенств

n q ij x j

n

 

 

 

 

 

 

i

ij

j

b j , j 1, n

i 1

i 1

 

 

 

 

 

 

132

Источник: https://studfile.net/preview/16565974/