background image

M0/II 

M0/II 

M0/II 

M0/II ---- 09

 09

 09

 09

 

 

METODY OPTYMALIZACJI 

 
 
OPTYMALIZACJA LINIOWEJ FUNKCJI CELU Z LINIOWYMI OGRANICZENIAMI 
(Metoda Simplex) 
 
Wyznaczyć ekstrema funkcji celu 

3

2

1

3

2

1

2

4

)

,

,

(

x

x

x

x

x

x

f

+

=

 wiedząc, że zmienne decyzyjne mogą 

przyjmować wartości nieujemne i spełniają następujące ograniczenia: 

30

2

,

10

,

8

3

2

1

3

2

3

2

1

+

+

=

+

+

+

x

x

x

x

x

x

x

x

 

 

> with(simplex); 
> f:=4*x1+2*x2-x3; 
> r1:=x1+x2+x3>=8; r2:=x2+x3=10; r3:=x1+x2+2*x3<=30; r4:=x1>=0; 
 r5:=x2>=0; r6:=x3>=0;

 

> p_max:=maximize(f,{r1,r2,r3,r4,r5,r6}); 
> maximize(f,{r1,r2,r3},NONNEGATIVE); 

# wykorzystanie opcji NONNEGATIVE 

> p_min:=minimize(f,{r1,r2,r3,r4,r5,r6}); 
> minimize(f,{r1,r2,r3},NONNEGATIVE); 

# wykorzystanie opcji NONNEGATIVE

 

> subs(p_max,f); seq(evalb(subs(p_max,r||i)),i=1..6); 
> subs(p_min,f); seq(evalb(subs(p_min,r||i)),i=1..6); 

 
 
 
OPTYMALIZACJA NIELINIOWEJ FUNKCJI CELU BEZ OGRANICZEŃ 
 

Wyznaczyć ekstrema funkcji celu 

+

+

+

+

=

1

2

1

2

1

2

1

2

)

,

(

3

2

3

2

y

y

y

x

x

x

y

x

f

, oraz określić ich 

charakter (minimum, maksimum, punkt siodłowy). Wyznaczyć wartość funkcji w punktach 
ekstremalnych.  
 
1) Wprowadzenie danych, oraz określenie warunków koniecznych i wystarczających istnienia ekstremum  
 

> f:=(x-2*x^2+1/2*x^3+1)*(y-2*y^2+1/2*y^3+1); 
> zmienne:=[x,y]; n:=nops(zmienne);

 

 
    Warunki konieczne istnienia ekstremum 

> for i to n do  
    r||i:=diff(f,zmienne[i])=0: 
 end do;

 

 
   Hesjan 

> H:=Matrix(1..n): 
> for i to n do  
    for j to n do 
       H[i,j]:=diff(f,zmienne[i],zmienne[j]): 
    end do: 
 end do:

  

 

 
 

background image

 
2) Wyznaczenie punktów spełniających warunki konieczne istnienia ekstremum.  

Wskazówka: rozwiązania poszukuj (fsolve) w następujących obszarach: a) x = 0..1 , y = 0..1, b) x = 
1.5..3 , y = 0..1, c) x = 0..1 , y = 1.5..3, d) x = 1.5..3 , y = 1.5..3, e) x = 1..2 , y = 1..2. 

 
3) Określenie charakteru punktów wyznaczonych w 2). 

Wskazówka: Sprawdź określoność hesjanu (dodatnia, ujemna) w każdym z wyznaczonych punktów.  

 
4) Wyznaczenie wartości funkcji w punktach ekstremalnych. 
 
5) Sporządzenie wykresu funkcji  f(x,y) w obszarze = 0 .. 3, y = 0 .. 3. 
 
 
 
OPTYMALIZACJA NIELINIOWEJ FUNKCJI CELU Z OGRANICZENIAMI RÓWNOŚCIOWYMI 
(Mnożniki Lagrange’a) 
 

Wyznaczyć minimum funkcji 

2

12000

)

,

(

y

x

y

x

f

=

  wiedząc, że zmienne decyzyjne mogą przyjmować 

wartości dodatnie i spełniają następujące ograniczenie 

400

)

,

(

2

2

+

=

y

x

y

x

h

 
1) Skonstruowanie funkcji Lagrange’a: 

)

,

(

)

,

(

y

x

h

y

x

f

L

λ

=

 
2) Określenie warunków koniecznych istnienia ekstremum i wyznaczenie punktów spełniających te 

warunki.   

 
3) Wyznaczenie minimalnej wartości funkcji celu przy zadanym ograniczeniu.