Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Методом кусочно-линейной аппроксимации




Функция F(X) называется сепарабельной, если ее можно представить в виде суммы функций, каждая из которых зависит только от одной переменной, т.е. если

F(X) = F1(x1) + F2 (x2) + … + Fn (xn) или (8.9)

(не исключено, что Fj(xj) = 0 при некоторых j).

Пусть в задаче ВП (8.7), (8.8) и функция цели Z, и все ограничения φi являются сепарабельными. Тогда задача имеет вид: найти минимум (максимум) функции при ограничениях

(8.10)

 

 

Идея метода кусочно-линейной аппроксимации состоит в том, что все fi и все φij заменяются ломаными линиями, состоящими из прямолинейных отрезков. При этом исходная задача ВП заменяется новой, приближенной задачей, которая является задачей линейного программирования.

Эта задача решается обычным симплексным методом, и ее решение является приближенным решением исходной задачи ВП.

Рассмотрим кусочно-линейную аппроксимацию функции h(x) одной переменной, заданной на отрезке [0, a]. Разобьем этот отрезок на r частей точками x0 < x1 < … < xr так, чтобы x0=0, xr=a (рис. 8.2). Вычислим значения функции hk(x) (k=0, …, r) в этих точках. Соединим попарно точки (xk, hk) и (xk+1, hk+1) отрезками прямых. Состоящая из этих отрезков ломаная аппроксимирует функцию h(x) на отрезке [0, a].

Уравнение участка ломаной между точками (xk, hk) и (xk+1, hk+1) имеет вид (уравнение прямой по двум точкам). Если каждое из отношений в этом равенстве обозначить через λ, то получим:

x= λxk+1 + (1- λ)xk,

= λhk+1 + (1-λ)hk причем 0 ≤ λ ≤ 1 (8.11)

Отметим, что для каждого x [ xk, xk+1 ] существует единственное значение λ, удовлетворяющее условия (8.11). Обозначив 1- λ = λk, λ= λk+1, можно переписать (8.10) в виде:

x= λk xk + λ k+1 xk+1,

= λk hk + λ k+1 hk+1 (8.12)

где λk + λ k+1=1, λk ≥0, λ k+1≥0.

Таким образом, для любого x [ 0, a ] уравнение ломаной можно записать в виде:

и λk ≥ 0, (k=0, …,r) (8.13)

причем всегда отличны от нуля только два значения λk (если х является внутренней точкой k-го отрезка разбиения) или одно (если х совпадает с концом отрезка).

Возвращаясь к задаче ВП с сепарабельными функциями, отметим, что, прежде всего (в зависимости от системы ограничений) нужно определить интервал изменения каждой переменной xj. Затем каждый этот интервал разбивается на части точками xjk и с использованием формул (8.13) строится кусочно-линейная аппроксимация для функций fi и φi j. После этого можно для исходной задачи (8.10) записать приближенную задачу:

найти максимум функции

при ограничениях (8.14)

xj ≥ 0, j=1, 2, …, n

Поскольку приближенная задача (8.14) является задачей линейного программирования и мы обычно решаем ее симплексным методом (условия неотрицательности переменных записываем отдельно от остальных ограничений).

Пример 8.5.......

В общем случае получаемое решение является лишь некоторым приближением оптимального решения исходной задачи. Улучшить точность приближения можно, разбивая на более мелкие части уже не исходные диапазоны изменения переменных, а другие, меньшие, взятые в окрестности полученного первого приближения. Недостатком метода является большое увеличение размерности задачи (т.е. числа переменных) при переходе к приближенной линейной модели.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-31; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1095 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Победа - это еще не все, все - это постоянное желание побеждать. © Винс Ломбарди
==> читать все изречения...

4319 - | 4081 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.