2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Гладкая задача с неравенствами
Сообщение05.03.2013, 22:25 
Аватара пользователя


14/08/11
39
Ижевск
Здравствуйте. Помогите, пожалуйста, разобраться со следующей задачей:
$x^2+2xy+3y^2+x+y\to extr$,
$x^2+y^2\leqslant 1$,
$x-y\leqslant 1$.
Пользуясь учебником В.М. Алексеева, Э.М. Галеева, В.М. Тихомирова "Сборник задач по оптимизации" я
1) составляю функцию Лагранжа:
$L=\lambda_{0}(x^2+2xy+3y^2+x+y)+\lambda_{1}(x^2+y^2-1) +\lambda_{2}(x-y-1)$
2) выписываю необходимые условия
а) стационарности
$L_{x}=0 \Leftrightarrow 2\lambda_{0}x+2\lambda_{0}y+\lambda_{0}+2\lambda_{1}x+\lambda_{2}$
$L_{y}=0 \Leftrightarrow 2\lambda_{0}x+6\lambda_{0}y+\lambda_{0}+2\lambda_{1}y-\lambda_{2}$
б) дополняющей нежесткости
$\lambda_{1}(x^2+y^2-1)=0$
$\lambda_{2}(x-y-1)=0$
в) неотрицательности
$\lambda_{0}\geqslant 0$, $\lambda_{1}\geqslant 0$, $\lambda_{2}\geqslant 0$.
Далее нужно найти критические точки, т.е. допустимые точки, удовлетворяющие необходимым условиям п.2 с множителями Лагранжа, одновременно не равными нулю.
Если $\lambda_{0}=0 \Rightarrow \lambda_{1}=\lambda_{2}=0$ - все множители Лагранжа - нули. Положим $\lambda_{0}=1$. Предположим $\lambda_{1}\neq 0 \Rightarrow x^2+y^2-1=0$. По примеру из учебника выражая $x$ и $y$ из условия а) через $\lambda_{1}$ и $\lambda_{2}$ и подставляя их  в уравнения $x^2+y^2-1=0$, $x-y-1=0$, получим $\lambda_{1}$. НО выразить $x$ и $y$ через одни только $\lambda$ невозможно! Что я делаю неправильно? Есть ли ошибки в необходимых условиях? И можно ли решить это каким-то другим методом?

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение06.03.2013, 21:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7134
Задачу надо рассмотреть отдельно для четырёх случаев, в зависимости от того, обращаются ли ограничения (каждое по-отдельности) в равенство или нет (и, соответветственно, обращается ли в нуль $\lambda_i$).

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение06.03.2013, 22:18 


20/04/12
147
DeadChild, вот геометрическая иллюстрация вашей задачи.
Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение09.03.2013, 17:41 
Аватара пользователя


14/08/11
39
Ижевск
мат-ламер в сообщении #691916 писал(а):
Задачу надо рассмотреть отдельно для четырёх случаев, в зависимости от того, обращаются ли ограничения (каждое по-отдельности) в равенство или нет (и, соответветственно, обращается ли в нуль $\lambda_i$).

Преподаватель говорил надо решать градиентным методом. При этом чертил график на плоскости! Из него видно точки экстремума.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение09.03.2013, 18:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7134
DeadChild в сообщении #693191 писал(а):
Преподаватель говорил надо решать градиентным методом. При этом чертил график на плоскости! Из него видно точки экстремума.

Это он оговорился. Он имел в виду графический метод.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение09.03.2013, 18:31 
Аватара пользователя


14/08/11
39
Ижевск
мат-ламер в сообщении #693215 писал(а):
Это он оговорился. Он имел в виду графический метод.

Но он искал градиент... $\operatorname{grad} f = \binom{\frac{\partial f}{\partial x}}{\frac{\partial f}{\partial y}}$

-- 09.03.2013, 19:33 --

Еще был использован критерий Сельвестра. В моем случае это можно как-то использовать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение09.03.2013, 18:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7134
DeadChild в сообщении #693227 писал(а):
Еще был использован критерий Сельвестра. В моем случае это можно как-то использовать?

Можете показать, что задача относится к классу задач выпуклого программирования. Это если ищется минимум. А если максимум - то это вряд-ли Вам поможет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение09.03.2013, 19:04 
Аватара пользователя


14/08/11
39
Ижевск
мат-ламер в сообщении #693240 писал(а):
Можете показать, что задача относится к классу задач выпуклого программирования. Это если ищется минимум. А если максимум - то это вряд-ли Вам поможет.

Как показать?
мат-ламер в сообщении #691916 писал(а):
Задачу надо рассмотреть отдельно для четырёх случаев, в зависимости от того, обращаются ли ограничения (каждое по-отдельности) в равенство или нет (и, соответветственно, обращается ли в нуль ).

Что именно нужно делать, я не понимаю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гладкая задача с неравенствами
Сообщение09.03.2013, 21:02 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7134
DeadChild в сообщении #693254 писал(а):
Что именно нужно делать, я не понимаю.

Вы там рассматривали необходимые условия. Рассмотрите их отдельно для каждого из четырёх случаев. Или, как альтернатива, рассматривая каждый случай, строгие неравенства игнорируйте, а для остальных решайте задачу с ограничениями в виде равенств.
DeadChild в сообщении #693254 писал(а):
Как показать?

А зачем Вам это? Я не говорю, что это не нужно. Но Вы понимаете для чего это? Если нет, то читайте учебник. Мне его переписывать сюда лень.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group