Javoblar chiziqsiz programmalashtirish
Download 0.72 Mb.
|
Mustaqil ta’lim mavzulari
- Bu sahifa navigatsiya:
- 11.2. Kun – Takker teoremasi
Teorema. f X( ) funksiya egar nuqtaga ega bo`lishi uchun maqsad funksiyaning minimumi qidiriladigan (11.1.1) – (11.1.3) masala uchun (11.1.10) – (11.1.13) shartlarning, maqsad funksiyaning maksimumi qidiriladigan (11.1.4) – (11.1.6) masala uchun (11.1.14) – (11.1.17) shartlarning bajarilishi zarur va yetarlidir (Teoremani isbotsiz qabul qilamiz).
Qavariq programmalashtirish masalasi (11.1.1) – (11.1.3) ning ekstremumi mavjudligining zaruriy va yetarlilik shartlari qanday hosil bo`lishi bilan tanishamiz. Buning uchun masalaga m+n ta Si (i 1 ,m) va t j ( j 1 ,n) qo`shimcha o`zgaruvchilar kiritib, uni quyidagi ko`rinishda yozamiz:
(11.1.18) - (11.1.20) tengsizliklar berilgan masalaning chegaraviy shartlaridan iborat bo`lib, noma’lumlarga nomanfiylik sharti qo`yilganligidan dalolat beradi. (11.1.18) – (11.1.21) masala uchun Lagranj funksiyasini tuzamiz: m m i[bi Si g xi ( 1, ,xn )]j (t j xj ). (11.1.22) i1 j1 Lokal ekstremum mavjudligining zaruriy shartidan: 0 0
j j (11.1.23) tenglikni tahlil qilamiz. Uni quyidagicha yoyib yozish mumkin:
0 F X( 0 ) m 0 gi (X 0 ) 0 0. (11.1.25) tengliklar o`rinli. t 0j noma’lumlar bilan bog`liq bo`lgan 0j Lagranj ko`paytuvchisi uchun 0j t0j 0 shart bajarilishi kerak. t0j 0 bo`lganda 0j 0 bo`ladi va (11.1.25) ga asosan 0 f X(xj 0 ) im1 i0 g Xi (xj 0 ) 0. (11.1.27) Agar t0j 0 (demak, x0j 0 ) bo`lsa, u holda 0j 0 noldan farqli bo`lishi ham mumkin. Uning ishorasi quyidagi mulohaza orqali aniqlanadi: agar xj t j 0 tenglikning o`ng tomonini manfiy songa o`zgartirsak, (11.1.1) – (11.1.3) masalaning aniqlanish sohasi kengayadi, chunki ixtiyoriy x j 0 miqdor xj bj (bj 0) tenglikni qanoatlantiradi va Z 0 f X( 0 ) miqdor o`zgarmaydi (ortmaydi), demak, F X( 0 ) 0 yoki j0 0 . Shunday qilib, x j 0 bj da zaruriy shart quyidagidan iborat bo`ladi: F X( x0,j 0 ) 00 f X(xj 0 ) im1 i0 g Xi (xj 0 ) 0, (11.1.28) x0j F X( x0,j 0 ) 00 f X( 0 ) im1 i0 g Xi (xj 0 ) X 0 0 (11.1.29) Endi F X( 0 , 0 ) 0, i 1,m tenglikni xuddi yuqoridagidek taxlil qilib, i quyidagi zaruriy shartlarni hosil qilamiz: F X( 0 , 0 ) 0, (11.1.30) xi xi0 F X( 0 , 0 ) 0, i0 0. i (11.1.31) (11.1.28) – (11.1.31) shartlar (11.1.4) – (11.1.8) masala uchun quyidagi ko`rinishda bo`ladi: F X( 0, 0 ) 0 , (11.1.32) xj x0j F X( 0, 0 ) 0, x0j 0 , (11.1.33) xj F X( 0 , 0 ) 0 , (11.1.34) i xi0 F X( 0 , 0 ) 0, i0 0. (11.1.35) i Yuqoridagi (11.1.28) – (11.1.31), (11.1.32) – (11.1.35) shartlar berilgan qavariq programmalashtirish masalasining ekstremumi mavjudligining zaruriy va yetarlilik shartidan iborat. 11.2. Kun – Takker teoremasig Xi ( ) g xi ( 1, x2, , xn ) bi , i 1,m (11.2.1) xj 0, j 1,n (11.2.2) Z f X( ) f x( 1, x2, , xn ) max (11.2.3) qavariq programmalashtirish masalasini ko`raylik. Agar kamida bitta X G nuqtada gi (X ) bi (i 1 ,m) tengsizlik bajarilsa (bunga Sleyter sharti deyiladi), Kun-Takkerning quyidagi teoremasi o`rinlidir. Teorema. X 0 0 nuqta (11.2.1) - (11.2.3) masalaning optimal yechimi bo`lishi uchun bu nuqtada (11.1.32) - (11.1.35) shartlarning bajarilishi zarur va yetarlidir. Isbot. Zarurligining isboti yuqoridagi (11.1.28) - (11.1.31) va (11.1.32) - (11.1.35) shartlarni keltirib chiqarish jarayonida ko`rsatilgan. Yetarliligi. Faraz qilaylik, X 0 nuqtada (11.1.32) - (11.1.35) shartlar bajarilsin. U holda shunday 0 0 mavjud bo`lib, (X 0, 0 ) nuqta F X( , ) Lagranj funksiyasining egar nuqtasi bo`ladi, ya’ni bu nuqtada (11.2.4) munosabat o`rinli bo`ladi: F X( , 0 ) F X( 0, 0) F X( 0, ), (11.2.4) bu yerda m F X( , ) f X( )i (g Xi ( )bi). (11.2.5) i1 (11.2.5) dan foydalanib, (11.2.4) ni quyidagi ko`rinishda yozamiz: m m f X( ) i0 (g Xi ( ) b i ) f X( 0 ) i0 (g Xi ( 0 ) b i ) i1 i1 m f X( 0 ) i (g Xi ( 0 ) b i ), X 0, 0. (11.2.6) i1 (11.2.6) ning o`ng tomonidagi m m X( 0)i0(g Xi ( 0)bi) f X( 0)i (g Xi ( 0)bi) i1 i1 munosabat ixtiyoriy 0 uchun o`rinli. Bunda (11.1.34) va (11.1.35) ga asosan m g Xi ( 0 ) bi) 0, i0(g Xi ( 0) bi) 0. (11.2.7) i1 Endi (11.2.6) ning chap tomonidagi tengsizlikdan, (11.2.7) ga asosan, m X 0 uchun f X( 0) f X( ) i0(g Xi ( ) bi). Bu yerda, Sleyter shartiga ko’ra i1 Xi ( )b i 0 va i0 0 . Demak, m i0 (g Xi ( ) bi) 0 i1 Shuning uchun f X( 0 ) f X( ), X 0. Bundan X 0 berilgan masalaning optimal yechimi ekanligi ko`rinadi. Shu bilan teorema isbotlandi. 1–misol. 2x1 x2 2, 2x1 x2 8, x1 x2 6, Z f x( 1, x2 ) x12 x22 max Masalani grafik usulda yechib, uning optimal yechimi X 0 (0,8; 0,4) va f (0,8; 0,4) 0,8 ekanini ko `rish mumkin. Endi shunday 0 0 mavjud bo`lib, (X 0,0 ) da Kun-Takker shartlarining bajarilishini ko`rsatamiz. Berilgan masala uchun Lagranj funksiyasini tuzamiz: F X( , ) x12 x22 1(2x1 x2 2)2 (82x1 x2 )3(6 x1 x2 ) X 0 nuqtada masalaning 2-chegaraviy sharti qat’iy tengsizlikka aylanadi. Demak, bu masala uchun Sleyter sharti bajariladi. Bu holda masala normal bo`lib, 0 0 bo`ladi. Shuning uchun 0 1 deb qabul qilinadi. Lagranj funksiyasidan x x1, 2,1, 2, 3 lar bo`yicha xususiy hosilalar olamiz: F 2x1 2 1 3, F 2x2 1 2 3, x1 x2 F 2x1 x2 2, F 82x1 x2, F 6 x1 x2 1 2 3 F X( 0 ,0 ) 82 0 ,80,4 6 0, 2 F X( 0 ,0 ) 60,80,4 4,8 0. 3 i0 F X( 0 ,0 ) 0 i shartga ko`ra 2 va 3 larning qiymatlari nolga teng. F X( 0 ,0 ) 2 0 ,80,42 0 1 bo`lgani uchun i nolga teng bo`lmagan qiymat qabul qilishi ham mumkin. 0j F X( 0, 0 ) 0, x0j 0 . j Demak, j=1, 2 qiymatlar uchun F X( 0,0 ) 0 bo`lishi kerak, ya’ni j 2 0,8 21 3 0 2 0, 4 1 2 3 0. 2, 3 0bo`lgani uchun 1 0,8 va 0 (0, 8; 0, 0) . Demak, (X 0, 0) (0,8; 0,4; 0,8; 0, 0) nuqtada, haqiqatan ham, Kun-Takker shartlari bajarildi, ya’ni u egar nuqta ekan. 2–misol. Kun-Takker shartlaridan foydalanib, X 0 (1,0) nuqta quyidagi chiziqsiz programmalashtirish masalasining yechimi ekanligi ko`rsatilsin: f X( ) x12 2x1 3x22 max 4x1 5x2 8 2x1 x2 4 x1 0, x2 0. Yechish. X 0 (1,0) nuqtada chegaraviy shartlar qat’iy tengsizlikka aylanadi, demak Sleyter sharti bajariladi. Bu holda 0 1 deb qabul qilishimiz mumkin. Shuning uchun Lagranj funksiyasi quyidagi ko`rinishda bo`ladi. F x x( 1, 2,1, 2 ) x12 2x1 3x22 1(4x1 5x2 8) 2 (2x1 x2 4), x1 0, x2 0, 1 0, 2 0. Kun-Takker shartlarining bajarilishini tekshiramiz: F X( 0 ,0 ) x01,0 ) (2x1 2 4 1 2 2 )X0 0, F X( (6x x2 2 5 1 2 )X0 0, F X( 0,0 ) (4x1 5x2 8)X0 4 0, 1 F X( 0,0 ) F X( 0,0 ) 0 (2x1 x2 8)X0 2 0, x1 0, 2 x 0 0 0 0 1 F X( , ) 0 F X( , ) 0 0 x2 0, x x1, 2 0; 1 0 ( 4) 0 1 0, x2 1 F X( 0,0 ) 0 0 0 2 0 ( 2)2 0 2 0. 2 Shunday qilib, (X 0, 0 ) (1; 0; 0; 0) nuqta Kun-Takkerning hamma shartlarini qanoatlantiradi. Demak, u Lagranj funksiyasining egar nuqtasi bo`ladi. Shuning uchun X 0 (1,0) nuqta berilgan chiziqsiz programmalashtirish masalasining yechimidan iborat. Download 0.72 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling