Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ТБТ_СРС_каз

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
531.28 Кб
Скачать

12-апта Дөңес программалау есептерін шығару

J (u) inf;

(1)

u U ,

(2)

 

U = {u Î E n

u ÎU 0 , gi (u) £ 0,

i =

 

},

 

 

 

 

 

 

 

 

1, m

(3)

 

i =

 

– дөңес U 0 жиынында анықталған дөңес функциялар.

мұндағы J (u), g i (u),

1, m

U жиыны келесі қатынастардың бірімен анықталуы мүмкін:

 

 

 

 

 

 

 

U =

{u Î E n u

 

> 0, j Î I , g

(u) = a

, u - b £ 0, i =

 

;

 

 

 

 

j

1, m

 

 

 

 

 

 

i

 

i

 

 

i

 

 

 

 

 

}, (4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gi (u) = ai , u - bi

= 0, i =

 

 

U = {u Î E n u ÎU 0 , gi (u) £ 0, i =

 

 

 

m +1, s

 

; gi (u) = ai , u -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1, m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- bi

£ 0 , i =

 

,

 

gi (u) = ai , u

- bi = 0 , i =

 

}, (5)

 

 

 

 

 

m +1, p

 

p +1, s

Дəрісте көрсетілген алгоритмге сəйкес

10. J (u) функциясын жəне U жиынын дөңестікке тексеру керек. 20. Лагранж функциясын құру керек.

30. Негізгі леммада көрсетілген шарттардан Лагранж функциясының қайқы нүктесін анықтау керек.

Лемманың бірінші шартынан u* ÎU* Ì U 0 нүктесінде L(u, λ* ) функциясының U 0

жиынындағы минимумы қабылданатыны шығады. Мақсаттық функция мен шектеулерді анықтайтын функциялар дөңес U 0 жиынында дөңес болғандықтан

L(u, λ* ) функциясы U 0 жиынында дөңес. Егер мақсаттық функция мен шектеулер-

ді анықтайтын функциялар U 0 жиынында үзіліссіз дифференциалданатын болса,

онда тиімділік критериі мен глобальді минимум туралы теорема бойынша лемманың бірінші шартын Lu (u* , λ* ),u - u* ³ 0, "u ÎU 0 теңсіздігімен ауыстыруға

болады.

Егер мақсаттық функция мен шектеулерді анықтайтын функциялар U 0 жиынында

үзіліссіз дифференциалданатын жəне

U 0 = E n

болса, онда тиімділік критериі

бойынша лемманың бірінші шартын Lu (u* , λ* )= 0

теңдігімен ауыстыруға болады.

40. Негізгі теорема бойынша (u* , λ* )ÎU 0 ´ L0

жұбы табылған болса, онда u* ÎU нүктесі

жəне J* = J (u* ) шамасы есептің шешімі.

 

 

Тапсырмалар варианттары

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

&

 

- 2u2 -

 

 

 

 

 

 

 

- u2 + u1u2 ® max,

 

 

 

 

 

 

 

2 u1

 

 

 

 

J (u)= 3u1

 

 

 

 

 

 

2u1 + u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 + 2u2 £ 2, u2 ³ 0.

 

 

 

2. J (u)= 3u - 2u

 

 

-

1

u2

- u2

+ u u

 

 

® max,

u £ 3, u

 

£ 6,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

2

 

 

 

1

 

2

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 ³ 0, u2 ³ 0.

3. J (u)= -4u

+ 8u

 

 

- u 2

-

3

u 2 + 2u u

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

2

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

u1 + u2 £ 3, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 - u2 £ 1, u2 ³ 0.

 

 

 

 

4. J (u)= -4u

+ 8u

 

 

- u 2

-

3

u 2 + 2u u

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

2

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

-u1 + u2 £1, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 £ 4, u2 ³ 0.

 

 

 

 

5. J (u)= -4u

+ 8u

 

 

- u 2

-

3

u 2 + 2u

u

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

2

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

3u1 + 5u2 £15, u1 - u2 £1,

 

u1 ³ 0, u2 ³ 0.

 

 

 

6. J (u)= 3u

 

 

- 2u

 

 

-

1

u 2

- u 2

+ u u

 

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

2

 

 

1

2

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

- u1 + 2u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

2u1 - u2 £ 2, u2 ³ 0.

 

 

7. J (u)= -u

1

+ 6u

2

- u 2

- 3u 2

+ 3u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4u1 + 3u2 £12, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

- u1 + u2

£ 1, u2 ³ 0.

 

 

8. J (u)= -u

1

+ 6u

2

- u 2

- 3u 2

+ 3u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 + u2 £ 3, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 2u1 + u2 £ 2, u2 ³ 0.

 

 

 

9. J (u)= -u

1

+ 6u

2

- u 2

- 3u 2

+ 3u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 - u2 £ 0, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u2 £ 5, u2 ³ 0.

 

 

 

 

 

10. J (u)= 6u

 

- u 2

-

3

u

2

+ 2u u

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3u1 + 4u2 £12, u1 ³ 0,

 

 

 

 

- u1 + u2 £ 2, u2

³ 0.

 

 

11. J (u)= 6u

 

- u 2

-

3

u

2

+ 2u u

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-u1 + 2u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

u1 £ 2, u2 ³ 0.

 

 

 

 

12. J (u)= 6u

 

- u 2

-

3

u

2

+ 2u u

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3u1 + 4u2 £12, u1 ³ 0,

 

 

 

 

- u1 - 2u2 £ -2, u2 ³ 0.

 

 

13. J (u)= 8u

 

+12u

 

 

 

- u

2

-

3

u 2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 2u1 - u2 £ -4, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

2u1 + 5u2

£ 10, u2

³ 0.

 

 

14. J (u)= 8u

 

+12u

 

 

 

- u

2

-

3

u 2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- u1 + 2u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

u1 £ 6, u2 ³ 0.

 

 

 

 

15. J (u)= 8u

 

+12u

 

 

 

- u

2

-

3

u 2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 3u1 + 2u2 £ 0, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

4u1 + 3u2

£ 12, u2

³ 0.

 

 

16. J (u) = 3u

 

 

- 2u

 

 

-

1

u 2

- u

2

+ u u

 

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

2

 

1

 

 

 

 

 

2

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 2u1 - u2 £ -2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

2u1 + 3u2 £ 6, u2 ³ 0.

 

 

17.

J (u) = 6u

 

 

+ 4u

 

 

- u 2

-

1

u

2

- u u

 

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

2

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 + 2u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

- 2u1 + u2 £ 0, u2 ³ 0.

 

 

 

 

18.

J (u) = 6u

 

 

+ 4u

 

 

- u 2

-

1

u

2

- u u

 

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

2

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2u1 + u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

u2 £ 1, u2 ³ 0.

 

 

 

 

 

 

 

19.

J (u) = 6u

 

 

+ 4u

 

 

- u 2

-

1

u

2

- u u

 

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

2

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3u1 + 2u2 £ 6, u1 ³ 0,

 

 

- 3u1 - u2 £ -3, u2 ³ 0.

 

 

20.

J (u) = 8u + 6u

2

 

- 2u2 - u2

® max,

 

- u + u

2

 

£ 1, u

 

³ 0,

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

J (u) = 8u + 6u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3u1 + 2u2 £ 6, u2 ³ 0.

21.

2

 

- 2u2 - u2

® max,

 

- u + u

2

 

£ 1, u

 

³ 0,

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

J (u) = 8u + 6u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u1 £ 3, u2 ³ 0.

 

 

22.

2

 

- 2u2 - u2

® max,

 

- u + u

2

 

£ 2, u

 

³ 0,

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

J (u) = 2u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3u1 + 4u2

£ 12, u2 ³ 0.

23.

+ 2u

2

- u 2

- 2u

2

 

+ 2u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4u1 + 3u2 £12, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

u2 £ 3, u2 ³ 0.

 

 

 

 

 

 

24.

J (u) = 2u

+ 2u

2

- u 2

- 2u

2

 

+ 2u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2u1 + u2 £ 4, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

- u1 + u2 £ 2, u2 ³ 0.

 

 

 

 

25.

J (u) = 2u

+ 2u

2

- u 2

- 2u

2

 

+ 2u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2u1 - u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

u2 £ 4, u2 ³ 0.

 

 

 

 

 

 

26.

J (u) = 4u

+ 4u

2

- 3u

2

- u

2

 

+ 2u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4u1 + 5u2 £ 20, u1 ³ 0,

 

 

 

u1 £ 4, u2 ³ 0.

 

 

 

 

 

 

27.

J (u) = 4u

+ 4u

2

- 3u

2

- u

2

 

+ 2u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3u1 + 6u2 £18, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

u1 - 4u2 £ 4, u2 ³ 0.

 

 

 

28.

J (u) = 4u

+ 4u

2

- 3u

2

- u

2

 

+ 2u u

2

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3u1 + 4u2 £12, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

 

u1 - 2u2 £ 2, u2 ³ 0.

 

 

 

29.

J (u) = 12u + 4u

2

- 3u2

- u2

® max,

 

u + u

2

 

£ 6, u

³ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

-

1

u +

1

u

 

£ -1, u

 

 

³ 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30.

J (u) =

11

u

 

-

1

u

 

 

- u 2 -

2

u 2 +

1

u u

 

® max,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

6

 

 

2

 

 

 

 

1

3

 

2

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2u1 - u2 £ 2, u1 ³ 0,

 

 

 

 

 

- u1 + 2u2 £ 2, u2 ³ 0.

 

 

 

 

СӨЖ-4.

Жылдам түсу əдісі

Жылдам түсу əдісі градиенттік əдістің αk қадамы g k (α) = J (uk −α J '(uk )) функциясын минимизациялайтындай етіп таңдалатын варианты.

Жылдам түсу əдісінің алгоритмі:

1.Есептеу дəлдігі ε > 0 шамасын жəне таңдап алынған кез-келген бастапқы u0

жуықтауын енгізу;

2.J (u0 ) градиентін жəне градиенттің нормасы || J (u0 ) || шамасын есептеу;

3.Егер || J (u0 ) ||< ε болса, онда 7-қадамға көшу;

4.Əдіс қадамы α0 -ді

J (u0 −α0 J '(u0 )) = min J (u0 −α J '(u0 ))

α³0

шартынан анықтау;

7.u1 = u0 −α J (u0 ) жуықтауын жəне J (un ) мəнін есептеу;

8.u0 := u1 жəне 3-қадамға көшу;

9.u0 нүктесін жəне мақсаттық функцияның сəйкес J (u0 ) мəнін баспаға беру.

Есептер варианттары

 

J (u) = a

u 2

+ 2a

u u

2

+ a

22

u 2

+ 2a

u + 2a

23

u

2

min

 

 

11

1

12

1

 

 

2

13

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант №

a11

 

 

2a12

 

 

 

 

 

a22

 

 

 

 

2a13

2a23

1

2.5

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

-13

-4.5

2

2.5

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

-5

-10.5

3

3

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

-5.5

-6.5

4

3

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

-4.5

-3.5

5

4

 

 

0.5

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

-9.5

-3.5

6

4

 

 

0.5

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

-4.2

-2.2

7

1

 

 

0.5

 

 

 

 

 

2.5

 

 

 

 

 

-2

-10.5

8

1

 

 

0.5

 

 

 

 

 

2.5

 

 

 

 

-3.5

-6.5

9

2.5

 

 

-1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

-12

0.5

10

2.5

 

 

-1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

0

-9.5

11

3

 

 

-1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

-6.5

-3.5

12

3

 

 

-1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

-1.5

-2.5

13

4

 

 

-0.5

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

-6.5

-2.5

14

4

 

 

-0.5

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

-2.2

-1.8

15

0.5

 

 

-0.5

 

 

 

 

 

2.5

 

 

 

 

 

0

-9.5

16

0.5

 

 

-0.5

 

 

 

 

 

2.5

 

 

 

 

-2.5

-3.5

17

2.5

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

12

0.5

18

2.5

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

0

-10

19

3

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

6.5

-2.5

20

3

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

-1.5

-2.5

21

4

 

 

0.5

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

6.5

-2.5

22

4

 

 

0.5

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

2.2

-1.8

23

0.5

0.5

2.5

0

-9.5

24

0.5

0.5

2.5

2.5

-3.5

25

2.5

-1

2

7

4

26

2.5

-1

2

5.5

6.5

27.J (u) = u12 − 8u1 + u22 → min

28.J (u) = u12 u2 → min

29. J (u) =

1

u

2

+

1

u 2

− 2u

− 2u

 

→ min

 

 

 

 

 

2

 

1

2

2

 

1

 

 

2

 

30.

J (u) = u 2

+ 10u 2

− 4u

1

− 4u

2

→ min

 

1

 

 

 

2

 

 

 

31.

J (u) =

1

u

2

+

1

u 2

− 2u

− 2u

 

→ min

 

 

 

 

 

2

 

1

2

2

 

1

 

 

2

 

32.J (u) = (u1 − 1)2 + (u2 + 1) 2 → min

33.J (u) = 10u12 + u22 → min

34.J (u) = u12 + 2u22 − 4u1 − 4u2 → min

35. J (u) =

1

u 2

+ 2u 2

u − 2u

 

→ min

 

 

2

1

2

1

2

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]