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第38讲:统筹与最优化测试题

第38讲:统筹与最优化测试题
第38讲:统筹与最优化测试题

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试题答案:第1题:

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最优化方法复习题66882.docx

《最优化方法》复习题 第一章概述(包括凸规划) 一、判断与填空题 ar§ max /W =玄生min【―/(兀)】?7 1 xeR n xeR n 2max |/(x): x e D o }= - min [f(x): x e D Q R H\ x 3设f : D u RJ R?若T wR”,对于一切xeR n恒有/(Z)上的凸函数当且仅当—/为D上的凹函数.V 1()设f : D u R” T R为凸集D上的可微凸函数,Z G Z).则对V XG D,有/(x)-/(x*) 0}是凸集。V 12设{*}为由求解min的算法A产生的迭代序列,假设算法A为下降算法, XG D

则对\^^{0,1,2,???},恒有____ /(x A.+1)< f(x k) ____________ :

13算法迭代时的终止准则(写出三种): ____________________________ o 14凸规划的全体极小点组成的集合是凸集。V 15函数f : D u R“ T R在点('沿着迭代方向d* eR n \ {()}进行精确一维线搜索的步长匕.,则其搜索公式为_____________________________ . 16函数f ?. D匚R“ T R在点*?沿着迭代方向d k e/?z, \{0}进行梢确一?维线搜索的步长匕,则V/(x A+a k d k Yd k = ___________ 0 . 17设d k eR n\{0}为点/ w D匸R“处关于区域D的一个下降方向,则对于Va >0, 3?G(0,a)使得x 二、简述题 1写出Wolfe-Powell非精确一维线性搜索的公式。 2怎样判断一个函数是否为凸函数. (例如:判断函数/(x) = xf +2兀|兀2 +2兀;一10兀1 +5兀2是否为凸函数) 三、证明题 1证明一个优化问题是否为凸规划.(例如 1Z* T —X Gx + c x + b 2 判断s.t. Ax = b(其小G是正定矩阵)是凸规划. x>0 2熟练掌握凸规划的性质及英证明.

《最优化方法》复习题

《最优化方法》复习题 一、 简述题 1、怎样判断一个函数是否为凸函数. (例如: 判断函数212 2 212151022)(x x x x x x x f +-++=是否为凸函数) 2、写出几种迭代的收敛条件. 3、熟练掌握利用单纯形表求解线性规划问题的方法(包括大M 法及二阶段法). 见书本61页(利用单纯形表求解); 69页例题 (利用大M 法求解、二阶段法求解); 4、简述牛顿法和拟牛顿法的优缺点. 简述共轭梯度法的基本思想. 写出Goldstein 、Wolfe 非精确一维线性搜索的公式。 5、叙述常用优化算法的迭代公式. (1)0.618法的迭代公式:(1)(), ().k k k k k k k k a b a a b a λτμτ=+--??=+-? (2)Fibonacci 法的迭代公式:111(),(1,2,,1)() n k k k k k n k n k k k k k n k F a b a F k n F a b a F λμ---+--+? =+-?? =-? ?=+-?? L . (3)Newton 一维搜索法的迭代公式: 1 1k k k k x x G g -+=-. (4)推导最速下降法用于问题1min ()2 T T f x x Gx b x c = ++的迭代公式: 1()T k k k k k T k k k g g x x f x g G gx +=-? (5)Newton 法的迭代公式:211[()]()k k k k x x f x f x -+=-??. (6)共轭方向法用于问题1min ()2 T T f x x Qx b x c = ++的迭代公式: 1()T k k k k k T k k f x d x x d d Qd +?=-. 二、计算题 双折线法练习题 课本135页 例3.9.1 FR 共轭梯度法例题:课本150页 例4.3.5 二次规划有效集:课本213页例6.3.2,

南京邮电大学2011-12研究生最优化试题标准答案[1]

南京邮电大学2010-2011学年研究生最优化方法试题 学号 姓名 得分 一、(3%×8) (1)线性规划 ,0 153 22 ..3 min 2121212 1≤≥-=--≤+-x x x x x x t s x x 的对偶规划为 自由变量 2121212 1 ,0 15 33 2 ..2-ax y y y y y y t s y y m ≤-≥-≤+-。 (2)在三维空间3 R 中,集合},1|),,{(222z x y z y x z y x +≥≤++的极点构成的集合为 },1|),,{(222z x y z y x z y x +≥=++ 。 (3)用黄金分割法求解某个函数在区间[-1,3]上的极小点,若要求缩短后的区间的长度不大于原始区间的0.08,则需要迭代的次数为 6 (4)函数65722),,(321212 32221321++--+++=x x x x ax x x x x x x f 为严格凸函数,则 常数a 的取值范围是 ||a (8)用内罚函数法(对数罚函数)求解0 x 01 .. min 212221≥≤-+x t s x x ,其增广目标函数为 212 221ln )1ln(x r x r x x ---+ 二、(10%)()f x 为凸集n D R ?上的函数,令(){(,)|,,()}epi f x y x D y R y f x =∈∈≥,证明()f x 为凸函数的充要条件是()epi f 为凸集。 证明:? 任意取两点)(),(),,(2211f epi y x y x ∈,其中,,21D x x ∈,,21R y y ∈,)(11x f y ≥ )(22x f y ≥。R D , 为凸集,R y y D x x ∈-+∈-+∴2121)1(,)1(αααα。)(x f 为凸函数,212121)1()()1()())1((y y x f x f x x f αααααα-+≤-+≤-+∴,,)1((21x x αα-+ ),())1(21f epi y y ∈-+αα)(f epi ∴为凸集。(5分) ? 任取,,21D x x ∈令),(),(2211x f y x f y ==)(),(),,(2211f epi y x y x ∈∴。)(f epi 为凸集,=-+),)(1(),(2211y x y x αα ,)1((21x x αα-+)())1(21f epi y y ∈-+αα,)()1()()1())1((212121x f x f y y x x f αααααα-+=-+≤-+∴为凸函数。由凸函数定义知,)(x f ∴(5分) 三、(10%)设G 为n 阶正定对称矩阵,12,, ,n n u u u R ∈线性无关。k p 按如下方式生成:

硕士-最优化理论与方法试题-2013

E2012-2013学年硕士《最优化理论与方法》课程试题 姓名 学号 成绩 第一部分 理论基础(每题10分,共50分) 要求:(1)请自备计算器以及excel 、lingo 、matlab 等计算软件进行计算; (2)请自行准备A4纸张答题纸,可用蓝色或黑色钢笔(或签字笔)书写解题过程、小论文,写明题目番号,但不能使用铅笔(画图除外)、红笔、圆珠笔答题;答案也可用A4纸张打印提交。提交时包含本试卷原题病写明姓名、学号。 (3)开卷考试。但请考生独立完成,严禁互相抄袭答案。一旦发现题目解答过程雷同,这些学生将统统记零分。 一、问:点 x * =(2,1)是否为以下非线性规划问题的K —T 点,为什么? ???? ?????≥=+≤+-+-0,,425})2()3min{(212122212221x x x x x x x x 二、试用共轭梯度法求二次函数2212()4f x x x =+的极小值点。 三、试用步长加速法(模矢法)求下述函数2212112min ()242f x x x x x x =+-- 的极 小点。初始点X (0)=(3,1)T ,步长△1=(0.5,0)T ,△2=(0,0.5)T ,并绘图表示整个迭代过程。 四、试用Zoutendijk 可行方向法求解下列线性约束的非线性目标函数的最优解: 其中ε1=ε2=0.1,初始点X (0)=(0,0)T ,迭代到得出X (2)和f(X (2))即可。(计算过程中尽量保持分数计算,如果以小数计算尽量保持五位以上,最终结算结果保留四位小数。 222 121212121212min ()222462..55 ,0 f x x x x x x x x R x x s t x x x x =+---∈+≤??+≤??≥? 五、用外点法(罚函数法)求解以下非线性规划的最优解。并给出罚因子M 为1、

最优化计算方法课后习题答案----高等教育出版社。施光燕

习题二包括题目:P36页5(1)(4) 5(4)

习题三 包括题目:P61页1(1)(2); 3; 5; 6; 14;15(1) 1(1)(2)的解如下 3题的解如下

5,6题 14题解如下 14. 设22121212()(6)(233)f x x x x x x x =+++---, 求点在(4,6)T -处的牛顿方向。 解:已知 (1) (4,6)T x =-,由题意得 121212212121212(6)2(233)(3)()2(6)2(233)(3)x x x x x x x f x x x x x x x x +++-----?? ?= ?+++-----?? ∴ (1)1344()56g f x -?? =?= ??? 21212122211212122(3)22(3)(3)2(233)()22(3)(3)2(233)22(3)x x x x x x x f x x x x x x x x +--+--------? ??= ? +--------+--?? ∴ (1)2(1)1656()()564G x f x --?? =?= ?-?? (1)1 1/8007/400()7/4001/200G x --?? = ?--?? ∴ (1)(1)11141/100()574/100d G x g -?? =-= ?-?? 15(1)解如下 15. 用DFP 方法求下列问题的极小点 (1)22 121212min 353x x x x x x ++++ 解:取 (0) (1,1)T x =,0H I =时,DFP 法的第一步与最速下降法相同 2112352()156x x f x x x ++???= ?++??, (0)(1,1)T x =,(0) 10()12f x ???= ??? (1)0.07800.2936x -??= ?-??, (1) 1.3760() 1.1516f x ???= ?-?? 以下作第二次迭代 (1)(0) 1 1.07801.2936x x δ-??=-= ?-??, (1)(0) 18.6240()()13.1516f x f x γ-??=?-?= ?-?? 0110 111011101 T T T T H H H H H γγδδδγγγ=+-

《最优化方法》复习题(含答案)

《最优化方法》复习题(含答案)

附录5 《最优化方法》复习题 1、设n n A R ?∈是对称矩阵,,n b R c R ∈∈,求1()2 T T f x x Ax b x c =++在任意点x 处的梯度和Hesse 矩阵. 解 2(),()f x Ax b f x A ?=+?=. 2、设()()t f x td ?=+,其中:n f R R →二阶可导,,,n n x R d R t R ∈∈∈,试求()t ?''. 解 2()(),()()T T t f x td d t d f x td d ??'''=?+=?+. 3、设方向n d R ∈是函数()f x 在点x 处的下降方向,令 ()()()()() T T T T dd f x f x H I d f x f x f x ??=--???, 其中I 为单位矩阵,证明方向()p H f x =-?也是函数()f x 在点x 处的下降方向. 证明 由于方向d 是函数()f x 在点x 处的下降方向,因此()0T f x d ?<,从而 ()()()T T f x p f x H f x ?=-?? ()()()()()()()() T T T T T dd f x f x f x I f x d f x f x f x ??=-?--???? ()()()0T T f x f x f x d =-??+?<, 所以,方向p 是函数()f x 在点x 处的下降方向. 4、n S R ?是凸集的充分必要条件是12122,,,,,,,,m m m x x x S x x x ?≥?∈L L 的一切凸组合都属于S . 证明 充分性显然.下证必要性.设S 是凸集,对m 用归纳法证明.当2m =时,由凸集的定义知结论成立,下面考虑1m k =+时的情形.令1 1k i i i x x λ+==∑, 其中,0,1,2,,1i i x S i k λ∈≥=+L ,且1 1 1k i i λ+==∑.不妨设11k λ+≠(不然1k x x S +=∈, 结论成立),记11 1k i i i k y x λλ=+=-∑ ,有111(1)k k k x y x λλ+++=-+,

最优化方法试题

《最优化方法》试题 一、 填空题 1.设()f x 是凸集n S R ?上的一阶可微函数,则()f x 是S 上的凸函数的一阶充要条件是( ),当n=2时,该充要条件的几何意义是( ); 2.设()f x 是凸集n R 上的二阶可微函数,则()f x 是n R 上的严格凸函数( )(填‘当’或‘当且仅当’)对任意n x R ∈,2()f x ?是 ( )矩阵; 3.已知规划问题22211212121212min 23..255,0z x x x x x x s t x x x x x x ?=+---?--≥-??--≥-≥?,则在点55(,)66T x =处的可行方向集为( ),下降方向集为( )。 二、选择题 1.给定问题222121212min (2)..00f x x s t x x x x ?=-+??-+≤??-≤?? ,则下列各点属于K-T 点的是( ) A) (0,0)T B) (1,1)T C) 1(,22 T D) 11(,)22T 2.下列函数中属于严格凸函数的是( ) A) 211212()2105f x x x x x x =+-+ B) 23122()(0)f x x x x =-< C) 2 222112313()226f x x x x x x x x =+++- D) 123()346f x x x x =+- 三、求下列问题

()22121212121211min 51022 ..2330420 ,0 f x x x x x s t x x x x x x =+---≤+≤≥ 取初始点()0,5T 。 四、考虑约束优化问题 ()221212min 4..3413f x x x s t x x =++≥ 用两种惩罚函数法求解。 五.用牛顿法求解二次函数 222123123123()()()()f x x x x x x x x x x =-++-++++- 的极小值。初始点011,1,22T x ??= ???。 六、证明题 1.对无约束凸规划问题1min ()2 T T f x x Qx c x =+,设从点n x R ∈出发,沿方向n d R ∈ 作最优一维搜索,得到步长t 和新的点y x td =+ ,试证当1T d Q d = 时, 22[() ()]t f x f y =-。 2.设12*** *3(,,)0T x x x x =>是非线性规划问题()112344423min 23..10f x x x x s t x x x =++++=的最优解,试证*x 也 是非线性规划问题 144423* 123min ..23x x x s t x x x f ++++=的最优解,其中****12323f x x x =++。

最优化理论与方法论文(DOC)(新)

优化理论与方法

全局及个性化web服务组合可信度的动态规划评估方法 摘要:随着Internet的快速发展,web服务作为一种软件构造形式其应用越来越广泛。单个web服务无法满足日益复杂的用户需求,web服务组合有效地解决了这个问题。然而,随着功能相似的web服务实例的不断出现,如何选择可信的web服务组合成为了人们关注的热点。服务选择依赖于web服务组合的评估结果,因此,本文主要从web服务组合着手,对其可信性进行研究,提供一种可信web服务组合评估方法。:针对web服务组合的全局及个性化问题,提出了基于全局的个性化web服务组合可信评估方法。从全局角度动态地调整评估模型;同时引入用户业务关注度来描述原子web服务对服务组合可信性的影响程度;结合前文的度量及评估方法,构建一个全局的个性化服务组合可信评估模型;并分析了模型的相关应用,给出了改进的动态规划模型。 关键字:web服务组合可信评价;全局个性化;动态规划; 0.引言 随着软件系统规模的日趋复杂,运行环境的不断开放,软件的可信性要求日益增加,可信软件成为了研究的热点。据《中国互联网发展状况统计报告》统计显示,截至2014年12月底,我国网民数量突破8亿,全年新增网民5580万。互联网普及率较上年底提升4个百分点,达到38。3%。因此,随着Internet 的广泛应用和网络技术的快速发展,面向服务的软件体系结构(SOA)作为一种新型的网络化软件应用模式已经被工业界和学术界广为接受。同时,网民对互联网电子商务类应用稳步发展,网络购物、网上支付、网上银行和在线旅游预订等应用的用户规模全面增长。因而,对web服务的可信性要求更高。单个web服务的功能有限,往往难以满足复杂的业务需求,只有通过对已有web服务进行组合,才能真正发挥其潜力。在现有的web服务基础上,通过服务组装或者Mashup方式生成新web服务作为一种新型的软件构造方式,已成为近年的研究热点之一。web服务组合并不是多个原子web服务的简单累加,各原子web服务之间有着较强的联系。因此对web服务组合的可信需求更高。目前大量的研究工作着重于如何实现原子web服务间的有效组合,对服务组合的可信评估研究较少。如今,随着web服务资源快速发展,出现了大量功能相同或相似的web服务,对web服务组合而言,选择可信的web服务变得越来越难。在大量的功能相似的原子web服务中,如何选出一组可信的web服务组合,成为了人们关注的热点问题。本文将从web服务组合着手,对其可信性进行研究,旨在提供一种可信web服务组合评估方法,为web服务组合的选择提供依据。web服务组合的可信度主要包括以下三个部分: 1)基于领域本体的web服务可信度量模型。 2)基于偏好推荐的原子web服务可信评估方法。 3)基于全局的个性化web服务组合可信评估方法。 研究思路: 本文主要研究基于全局的个性化web服务组合的可信评估方法,其研究思路可以大致如下:基于领域本体的web服务可信度和基于偏好推荐的原子web 服务可信评估方法。针对web服务组合的四种基本组合结构模式,主要研究如

北京理工大学级数学专业最优化方法期末试卷试题A卷MT.doc

课 程 编 号 : 0 7 0 0 0 2 0 3 北 京 理 工 大 学 2 0 0 7 - 2 0 0 8 学 年 第 二 学 期 2005 级数学专业最优化方法终考试卷( A 卷) 1. (20 分 )某化工厂有三种资源 A 、 B 、 C ,生产三种产品甲、乙、丙,设甲、乙、丙的产量分别为 x 1,x 2,x 3 ,其数学模型为: max z 3 x 1 2 x 2 5 x 3 1 2 x 2 3 430 ( A 资源限制 ) x x 3 x 1 2 x 3 460 ( B 资源限制 ) s.t 4 x 2 420 (C 资源限制 ) x x 1 , x 2 , x 3 0 请回答如下问题: ( 1)给出最优生产方案; ( 2)假定市场信息表明甲产品利润已上升了一倍,问生产方案应否调整? (3)假定增加一种添加剂可显着提高产品质量,该添加剂的资源限制约束为: x 1 2 x 2 3x 3 800 问最优解有何变化? 2. (12 分 )用 Newton 法求解 min f ( x ) 4 x 12 x 22 2 x 12 x 2 ,初始点取为 x 0 (1, 1)T ,迭代一步。 3.(10 分 )用 FR 共轭梯度法求解三个变量的函数 f ( x ) 的极小值,第一次迭代的搜索方向为 p 0 (1, 1,2)T ,沿 p 0 做精确线搜 索,得 x 1 ( x 11 , x 21 , x 31 )T , 设 f ( x 1 ) 2, f ( x 1 ) 2 ,求从 x 1 出发的搜索方向 p 1 。 x 11 x 21 4. (15 分 ) 给定下面的 BFGS 拟 Newton 矩阵修正公式: H k 1 ( I s k y k T )H k ( I s k y k T )T s k s k T , y k T s k y k T s k y k T s k 其中 s k x k 1 x k , y k g k 1 g k 用对应的拟 Newton 法求解: min f ( x ) x 1 2 2x 1 x 2 2 x 22 4 x 1 ,初始点取为 x 0 (0,0) T , H 0 I 。 5. (15 分 )写出问题 取得最优解的 Kuhn-Tucker ( K - T )必要条件,并通过 K - T 条件求出问题 K - T 点及相应 Lagrange 乘子。 6(12 分 ).求约束问题 在 x (0,0) T 及 x 2 (1,0) T 处的下降方向集合、可行方向集合以及可行下降方向集合,并画图表示出来 1 7( 8 分)考察优化问题 min f ( x ) s.t. x , D 设 D 为凸集, f ( x ) 为 D 上凸函数,证明: f ( x) 在 D 上取得极小值的那些点构成的集合是凸集。 8( 8 分)设 min f ( x ) 1 x T Ax b T x c ,其中 A 为对称正定矩阵, x * 为 f ( x ) 的极小值点,又设 x 0 ( x*) 可表示为 2 x 0 x * p ,其中 R 1, p 是 A 对应于特征值 的特征向量,证明:若从 x 0 出发,沿最速下降方向做精确一维搜索, 则一步达到极小值点。 课程编号 :07000203 北京理工大学 2008-2009 学年第一学期 2006 级数学专业最优化方法终考试卷( A 卷) 1. (15 分 ) 用单纯形法求解线性规划问题 2. (10 分 )写出线性规划问题 的对偶问题并证明该对偶问题没有可行解。 3. (15 分 )考虑用最速下降法迭代一步 min f ( x) x 12 2x 22 , 初始点取为 x 0 ( 1, 1)T 。( 1)采用精确一维搜索;( 2) 采用 Wolfe 条件进行不精确一维搜索,其中 0.1, 0.9 。 4. (15 分 )用 DFP 拟牛顿法求解 min f ( x) x 12 2x 22 初始点取为 x 0 1 ,初始矩阵 H 0 2 1 。 1 1 1 5. (15 分 )证明集合 S { x | x 1 2x 2 4, 2x 1 x 2 6} 是凸集,并计算原点 (0,0) 到集合 S 的最短距离。 6. (15 分 ?) 考虑问题 (1)用数学表达式写出在点 ( 1 , 5)T 处的下降可行方向集。 3 3 ( 2)假设当前点在 (0,0) T 处,求出用投影梯度法进行迭代时当前的下降可行方向(搜索方向)。 7( 7 分)证明:在精确一维搜索条件下,共轭梯度法得到的搜索方向是下降方向。

13-14(1)最优化方法期末试卷

2013-2014学年第一学期 数学计算经数专业《最优化方法》(课程)期末试卷 试卷来源:自拟 送卷人:赵俊英 打印:赵俊英 乔凤云 校对:赵俊英 一.填空题(20分) 1.最优化问题的数学模型一般为:____________________________, 可行域D 可以表 为_____________________________, 若____________________,称* x 为问题的全局最优解. 2.()()??? ? ??+???? ?????? ??=212121 312112)(x x x x x x x f ,则=?)(x f , =?)(2 x f . 3.设f 连续可微且0)(≠?x f ,若向量d 满足 ,则它是f 在x 处的一个下降方向. 4. 无约束最优化问题:min (),n f x x R ∈,若k x 是不满足最优性条件的第k 步迭代点,用共轭梯度法求解时,搜索方向k d =______________ 5. 函数R R D f n →?:在点k x 沿着迭代方向}0{\n k R d ∈进行精确一维线搜索的步长k α,则其搜索公式为 . 6 .举出一个具有二次终止性的无约束二次规划算法: . 7.函数222 21 12313()226f x x x x x x x x =+++- (填是或不是) 严格凸函数. 二.(18分)简答题: 1. 设计求解无约束优化问题的一个下降算法,并叙述其优缺点. 2. 叙述单折线法的算法思想. 3. 写出以下线性规化问题的对偶: 1234123412341234134min ()2536..873411,762323,324712,0,0,0.f x x x x x s t x x x x x x x x x x x x x x x =-+-??-+++=?? +++≥??+++≤? ≤≥≥??

最优化理论与方法 试题2006

2006级硕士生《最优化理论与方法》试题 姓名:学号:成绩: 注意:请将答案全部写在答题纸上。 1、填空题(5分) (1)最优化设计问题的三要素是、和。 (2)函数值的最大下降率的方向是函数在该点的方向。(3)线性规划问题是指的最优化问题。 2、判断题(5分) (1)黄金分割法(0.618法)的区间缩短率随问题性质的不同而改变。(2)虽然利用拉格朗日乘子法可以将约束最优化问题变成无约束最优化问题进行求解,但是要付出增加变量维数的代价。 (3)在求解约束优化设计问题时,可以将约束函数通过一定方式变为目标函数的一部分,从而将问题化为无约束问题进行求解。 (4)性态约束是在优化设计中由结构的某种性能和设计要求推导出来的一种约束条件,因此它通常为显约束。 (5)从消元法的观点看,等式约束的实质是使原最优化问题的的实际维数降低。 3、简答题(10分) (1)写出4种求解一维优化问题的主要方法。 (2)写出4种求解无约束多维最优化问题的主要方法。 (3)写出4种求解约束多维最优化问题的主要方法。 (4)写出2种用到目标函数的导数(梯度)的优化方法。

(5)写出1种用到目标函数的二次导数(Hessian 矩阵)的优化方法。 4、用单纯形法求解以下线性规划问题。(10分) ()2134x x f ??=X min s.t. 50321=++x x x 802421=++x x x 14023521=++x x x 0≥j x j = 1, 2, 3, 4 ,5 5、利用Kuhn-Tucker 条件,判断点[2,0]T 是否为下面约束问题的极值点。(10分) ()9612 221+?+=x x x F X min s.t. ()()()022 2111≤+?+=x x x g X ()012≤?=x g X ()023≤?=x g X 6、用黄金分割法求解目标函数()2 1 2??=x x f X 的极小值,用表格形式列出前四步计算过程,计算区间为[ 0, 1.2 ]。(10分) 7、简要说明A *算法。图1中起始节点S 和终止节点E 所给出的8数码问题,以离家将牌数Misplaced(n )为启发函数,用A *算法构造搜索图。(7分) ???? ? ?????=??????????=56748321 45761382E S 图1 已知8数码问题的起始布局和目标布局 8、用二进制编码的遗传算法解决如下数值优化问题。求下面优化问题的最优解: min f (x )=x 1+x 2+x 3

天津大学最优化方法复习题

《最优化方法》复习题 第一章 概述(包括凸规划) 一、 判断与填空题 1 )].([arg )(arg min max x f x f n n R x R x -=∈∈ √ 2 {}{}.:)(min :)(max n n R D x x f R D x x f ?∈-=? ∈ ? 3 设.:R R D f n →? 若n R x ∈*,对于一切n R x ∈恒有)()(x f x f ≤*,则称*x 为 最优化问题)(min x f D x ∈的全局最优解. ? 4 设.:R R D f n →? 若D x ∈*,存在*x 的某邻域)(* x N ε,使得对一切 )(*∈x N x ε恒有)()(x f x f <*,则称* x 为最优化问题)(min x f D x ∈的严格局部最 优解. ? 5 给定一个最优化问题,那么它的最优值是一个定值. √ 6 非空集合n R D ?为凸集当且仅当D 中任意两点连线段上任一点属于D . √ 7 非空集合n R D ?为凸集当且仅当D 中任意有限个点的凸组合仍属于D . √ 8 任意两个凸集的并集为凸集. ? 9 函数R R D f n →?:为凸集D 上的凸函数当且仅当f -为D 上的凹函数. √ 10 设R R D f n →?:为凸集D 上的可微凸函数,D x ∈* . 则对D x ∈?,有 ).()()()(* **-?≤-x x x f x f x f T ? 11 若)(x c 是凹函数,则}0)( {≥∈=x c R x D n 是凸集。 √ 12 设{}k x 为由求解)(min x f D x ∈的算法A 产生的迭代序列,假设算法A 为下降算法, 则对{} ,2,1,0∈?k ,恒有 )()(1k k x f x f ≤+ .

最优化方法考试试题

华南农业大学期末考试试卷(A 卷) 2010--2011学年第 1 学期 考试科目: 运筹学与最优化方法 考试类型:(闭卷)考试 考试时间: 120 分钟 学号 姓名 年级专业 一、 用单纯形法求解下列线性规划问题(共 15 分) 12121212max 105349 ..528,0z x x x x s t x x x x =++≤?? +≤??≥?

二、灵活运用单纯形法和对偶单纯形法解下列问题(共 15 分) 12121212max 62 ..33,0z x x x x s t x x x x =++≥?? +≤??≥? 三、解下列0-1型整数规划问题(共 10 分) 12345123451345124512345max 325232473438..116333,,,,01 z x x x x x x x x x x x x x x s t x x x x x x x x x =+--+++++≤??+-+≤?? -+-≥??=?或

四、利用库恩-塔克(K-T )条件求解以下问题(共 15 分) 22121122 121212 max ()104446..418,0f X x x x x x x x x s t x x x x =+-+-+≤??+≤??≥? 五、用内点法求解下列非线性约束最优化问题(共 15 分) 21 121 2min ()6923..3 f X x x x x s t x =-++≥??≥?

六、给定初始点(0)(1,1)T X =,用最速下降法迭代一次研究下列函数的极大值。(共 15 分) 22 121122()46222f X x x x x x x =+--- 七、某人因工作需要购置了一辆摩托车,他可以连续使用或任一年末将旧车卖掉,换一辆新车,下表列出了于第i 年末购置或更新 的车至第j 年末的各项费用的累计(含更新所需费用、运行费用及维修费用等),试据此确定该人最佳的更新策略,使从第一年至第五年末的各项费用的累计之和为最小。(共 15 分)

优化理论与设计试卷北科大

北京科技大学研究生课程考试试题 说明:请带铅笔、尺规等绘图工具 一、 请简要回答下列问题:(50分) 1、 请说明: 1) 为什么在优化算法中往往采用数值迭代法而不用解析法? 2) 数值迭代法的基本思想和迭代公式 3) 无约束优化设计的三种迭代终止准则 2、复合形法是否需要用到一维搜索方法?请说明。 3、设分目标函数1()f x 和3()f x 属于费用类指标,2()f x 和4()f x 属于效果类指 标,5()f x 为第三类指标。 1)请分别说明这三类指标的特性。 2)若第一个多目标优化设计问题中同时含有以上费用类和效果类指标,请选用一种统一目标函数法来解决此问题,写出方法的名称和总目标函数的表达式。 3)若第二个多目标优化设计问题中同时含有以上三类指标,则应采取什么方法解决? 4、简述现代优化方法与及经典优化方法的主要区别?说明其优势所在。 5、结合大作业的自选工程题目的具体情况,简述建立优化设计数学模型时,为提高优化设计的质量,保证运行的稳定性,三个基本要素的选择原则。 二、 (50分)已知一个优化设计问题的数学模型为: min. 2212 ()f x x x =+ 2x R ∈ ..s t 112()20g x x x =--≤ 2212()10g x x x =-+≤ 31()0.50g x x =--≤ 1、 请画出此数学模型的目标函数等值线和设计可行域。 2、 简述判断约束优化设计问题最优点K-T 条件,此条件是否为充分必要条 件?若是,请说明理由;若不是,请说明什么情况下可称为充分必要条件。

3、 有两个设计点[](1)0.5,2.5T x =-和(2)1)/2,(5/2T x ??=?? ,试用K-T条件通过计算判断上述两个设计点中哪个为最优点?是否为全局最优点?为什么? 4、 若在此模型的约束条件中再加入一个等式约束:12()20h x x x =-=,请选 用一种惩罚函数法求解此数学模型,说明方法名称,写出本题的新目标函数,并给出两种可用于求解此行目标函数的优化方法,比较其优缺点。 5、 请举出另外两种可以求解本题数学模型的优化方法,并说明其主要特 点。

《最优化方法》期末试题

作用: ①仿真的过程也是实验的过程,而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题,应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。 ②仿真技术有可能对一些难以建立物理模型或数学模型的对象系统,通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。 ③通过系统仿真,可以把一个复杂的系统化降阶成若干子系统以便于分析,并能指出各子系统之间的各种逻辑关系。 ④通过系统仿真,还能启发新的策略或新思想的产生,或能暴露出在系统中隐藏着的实质性问题。同时,当有新的要素增加到系统中时,仿真可以预先指出系统状态中可能会出现的瓶颈现象或其它的问题。 2.简述两个Wardrop 均衡原理及其适用范围。 答: Wardrop提出的第一原理定义是:在道路的利用者都确切知道网络的交通状态并试图选择最短径路时,网络将会达到平衡状态。在考虑拥挤对行驶时间影响的网络中,当网络达到平衡状态时,每个 OD 对的各条被使用的径路具有相等而且最小的行驶时间;没有被使用的径路的行驶时间大于或等于最小行 驶时间。 Wardrop提出的第二原理是:系统平衡条件下,拥挤的路网上交通流应该按照平均或总的出行成本 最小为依据来分配。 第一原理对应的行为原则是网络出行者各自寻求最小的个人出行成本,而第二原理对应的行为原则是网络的总出行成本最小。 3.系统协调的特点。 答: (1)各子系统之间既涉及合作行为,又涉及到竞争行为。 (2)各子系统之间相互作用构成一个反馈控制系统,通过信息作为“中介”而构成整体 (3)整体系统往往具有多个决策人,构成竞争决策模式。 (4)系统可能存在第三方介入进行协调的可能。 6.对已经建立了概念模型的系统处理方式及其特点、适用范围。答:对系统概念模型有三种解决方式。 1.建立解析模型方式 对简单系统问题,如物流系统库存、城市公交离线调度方案的确定、交通量不大的城市交叉口交通控制等问题,可以运用专业知识建立系统的量化模型(如解析数学模型),然后采用优化方法确定系统解决方案,以满足决策者决策的需要,有关该方面的内容见第四、五章。 在三种方式中,解析模型是最科学的,但仅限于简单交通运输系统问题,或仅是在实际工程中一定的情况下(仅以一定的概率)符合。所以在教科书上很多漂亮的解析模型,无法应用于工程实际中。 2.建立模拟仿真模型方式 对一般复杂系统,如城市轨道交通调度系统、机场调度系统、城市整个交通控制系统等问题,可以对系统概念模型中各个部件等采用变量予以量化表示,并通过系统辨识的方式建立这些变量之间关系的动力学方程组,采用一定的编程语言、仿真技术使其转化为系统仿真模型,通过模拟仿真寻找较满意的优化方案,包括离线和在线均可以,有关该方面的内容见第七章。 模拟仿真模型比解析模型更能反映系统的实际,所以在交通运输系统中被更高层次的所使用,包括

《最优化方法》复习题(含答案)

x zD 天津大学《最优化方法》复习题(含答案) 第一章 概述(包括凸规划) 判断与填空题 arg max f(x)二 arg min 以儿 “ max(x): x D 二 R n 』=-min(x): x D 二 R n ; 设f : D 5 R n > R.若x : R n ,对于一切R n 恒有f(x”)^f(x),则称x”为 设f : D 5 R n >R.若x ” ? D ,存在x ”的某邻域N ;(x”),使得对一切 x ?N .(x)恒有f(x”)::: f (x),则称x”为最优化问题 min f (x)的严格局部最 优解? 给定一个最优化问题,那么它的最优值是一个定值 ? V 非空集合D R n 为凸集当且仅当 D 中任意两点连线段上任一点属于 D . V 非空集合D R n 为凸集当且仅当D 中任意有限个点的凸组合仍属于 D . V 任意两个凸集的并集为凸集? 函数f:D R n >R 为凸集D 上的凸函数当且仅当 -f 为D 上的凹函数? V 设f : D R n >R 为凸集D 上的可微凸函数,X :D ?则对-D ,有 f (x) - f(x )乞 f (x )T (X —X )? 若c(x)是凹函数,则 D={x^R n C(x)启0}是凸集。 V f(x)的算法A 产生的迭代序列,假设算法 A 为下降算法, 则对-k ? 5,1, 2,…匚恒有 ________________ f(x k1)乞 f(x k ) ______________ ? 算法迭代时的终止准则(写出三种) : ___________________________________________________ 凸规划的全体极小点组成的集合是凸集。 V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

最优化计算试卷模板1

一、 选择、判断、填空(10小题,每题2分,共20分) 1、线性规划问题化为标准型以后,原来的某自由变量被两个非负变量之差代替,在完成一次单纯形法迭代过程后,这两个非负变量的值_______________。 A 、可同时不为0; B 、必然同时为0; C 、最多只能有一个不为0; D 、必然同时不为0。 2、关于线性规划,以下叙述正确的是________。 A 、若存在最优化解,则一定是最优基本可行解; B 、若存在最优基本可行解,则其对偶问题也必存在最优解; C 、若无可行解,则对偶问题一定有无界解; D 、若存在最优解,则必存在最优基本可行解。 3、关于P 类问题、NP 类问题和P 类算法、NP 类算法,以下正确的叙述是______________。 A 、存在P 类算法的判定问题不一定是P 类问题;B 、线性规划问题的单纯形算法不是P 类算法,所以线性规划问题是NP 类问题;C 、NP 类问题包含P 类问题;D 、P 类问题与NP 类问题是互相对立的两类问题。 ***第4-6小题:判断正误,正确的填“√”,错误的填“╳”,填在括号内*** 4、用模拟退火算法求出的组合优化问题的解一定是最优解( )。 5、对于有约束非线性规划问题,目标函数的极值点一定是K-T 点( )。 6、已知LP 为求最小值问题,第i 个约束是“≤”约束,则对偶问题的第i 个对偶变量y i ≤0 7、若x (0)和y (0)分别是线性规划问题min{z =c T x | Ax ≥b , x ≥0}和其对偶问题的可行解,则x (0)和y (0)的关系是____________________(两者目标函数在x (0)和y (0)处值的关系)。 8、设x i 是某线性规划问题的一个决策变量,在单纯形法某次迭代后,若它的检验数不为零,则x i 是________变量。 9、使用黄金分割法和抛物线法进行一维搜索(设目标函数为 min f (x ) )之前,必须首先找到三点,x 1、x 2和x 3,这三点应满足的条件为____________________________________。 10、用牛顿法求解约束优化问题min f (x )的x (1)(假设f (x )在x (1))二阶光滑,且Hasse 矩阵正定)处的牛顿方向是_____________________________。 二、((12分))考虑如下线性规划问题 123123123123m in 4.. 29240,1,2,3 i Z x x x s t x x x x x x x x x x i =++++≤+-≤-++≤≥= 令54,x x 和6x 表示每个约束的松弛变量.应用单纯形方法,得到最优单纯形表如下

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