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




На страницу 1, 2  След.
 
 Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 11:52 
Найти условный экстремум методом множителей Лагранжа.
$
\[\begin{array}{l}
{({x_1} + 4)^2} + {({x_2} - 4)^2} \to extr;\\
2{x_1} - {x_2} - 2 \le 0, - {x_1} \le 0, - {x_2} \le 0;
\end{array}\]
$
Я составляю функцию Лагранжа
$\[L({x_1},{x_2},{\lambda _0},{\lambda _1},{\lambda _2},{\lambda _3}) = {\lambda _0}({({x_1} + 4)^2} + {({x_2} - 4)^2}) + {\lambda _1}(2{x_1} - {x_2} - 2) - {\lambda _2}{x_1} - {\lambda _3}{x_3};\]$

Далее выписываю необходимые условия минимума (Максимум,как я понял, достигается на бесконечности $\[{x_1} = 0,{x_2} = n,n \to  + \inf \]$ )

$\[\begin{array}{l}
\frac{{\partial L}}{{d{x_1}}} = {\lambda _0}(2{x_1} + 8) + 2{\lambda _1} - {\lambda _2}\\
\frac{{\partial L}}{{d{x_2}}} = {\lambda _0}(2{x_1} - 8) - {\lambda _1} - {\lambda _3}
\end{array}\]$


$\[\left\{ \begin{array}{l}
\left. \begin{array}{l}
{\lambda _0}(2{x_1} + 8) + 2{\lambda _1} - {\lambda _2} = 0\\
{\lambda _0}(2{x_1} - 8) - {\lambda _1} - {\lambda _3} = 0
\end{array} \right\}1\\
\left. \begin{array}{l}
{\lambda _1}(2{x_1} - {x_2} - 2) = 0\\
 - {\lambda _2}{x_1} = 0\\
 - {\lambda _3}{x_3} = 0
\end{array} \right\}2\\
\left. \begin{array}{l}
{\lambda _1} \ge 0\\
{\lambda _2} \ge 0\\
{\lambda _3} \ge 0
\end{array} \right\}3\\
\left. \begin{array}{l}
2{x_1} - {x_2} - 2 \le 0\\
 - {x_1} \le 0\\
 - {x_2} \le 0
\end{array} \right\}4
\end{array} \right.\]$

1-стационарности, 2-дополняющий нежесткости, 3-неотрицательности, 4-допустимости.

Вот такая неприятная система получилась. Собственно, вопрос - что делать дальше? когда было меньшее количество лямд(2) - одну фиксировали, рассматривали разные случаи, в некоторых получали противоречие, а в некоторых находили точки. Но с увеличением лямд до 4-х, задача становится гораздо сложнее. Может быть условия изначально можно было как-то упростить, чтобы получить полином с меньшим количеством лямд...

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 12:41 
Аватара пользователя
Вы этим методом где ищете экстремум: внутри области или на границе? Внутри лагранж не нужен. А на границе (на каждой ее части) используется только одно ограничение.

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:06 
Цитата:
Внутри лагранж не нужен.

Т.е. для нахождения экстремума внутри все мои действия неверны?

Цитата:
А на границе (на каждой ее части) используется только одно ограничение.

Получается, нужно для каждого ограничения составить ф-цию Лагранжа, записать все необходимые условия и решить систему?

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:07 
Аватара пользователя
Да
Да

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:15 
Rostislav1 в сообщении #978669 писал(а):
Получается, нужно для каждого ограничения составить ф-цию Лагранжа

Только не для "ограничения", а для границы. Кроме того, не забудьте, что надо ещё и проверить вершины.

Вообще же задачка сформулирована вполне дико: экстремум в области -- ни разу не условный и даже не "экстремум".

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:26 
Аватара пользователя
К тому же ограничения линейные. Зачем тут Лагранж?

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:31 
provincialka в сообщении #978685 писал(а):
К тому же ограничения линейные. Зачем тут Лагранж?


На парах для задачи со смешанными ограничениями пока был пройден только этот метод, поэтому им и решаю..

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:32 
Аватара пользователя
А просто выразить и подставить нельзя?
Rostislav1 в сообщении #978626 писал(а):
Максимум,как я понял, достигается на бесконечности $\[{x_1} = 0,{x_2} = n,n \to  + \inf \]$ )
А она входит в область?

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:36 
Цитата:
А она входит в область?

если подставить в условия, то получим
$\[ - inf - 2 \le 0,0 \le 0, - inf \le 0\]$
Так что получается, что входит

Цитата:
А просто выразить и подставить нельзя?

не совсем понял, что из чего выразить и куда подставить?

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:39 
Аватара пользователя
Ограничения запишите. Для каждой грани они будут в виде равенства. Например, $2x+y=1$. Можно отсюда выразить $y$?

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:40 
provincialka в сообщении #978685 писал(а):
К тому же ограничения линейные. Зачем тут Лагранж?

Ну в тренировочных целях вполне могли потребовать именно Лагранжа. Просто сформулировано безграмотно.

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 13:52 
Аватара пользователя
Я поэтому и спрашивала: лагранжа требует препод, или просто ТС ничего другого не придумал?
А так, конечно... ограничение $-x_1\leqslant 0$ умиляет.

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 14:08 
provincialka в сообщении #978693 писал(а):
Ограничения запишите. Для каждой грани они будут в виде равенства. Например, $2x+y=1$. Можно отсюда выразить $y$?


из первого ограничения я выразил $\[{x_2}\]$ и исходная функция теперь имеет вид $\[{f_0} = {({x_1} + 4)^2} + {(2{x_1} - 6)^2}\]$
Или Вы не это имели ввиду?

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 14:11 
provincialka в сообщении #978701 писал(а):
ограничение $-x_1\leqslant 0$ умиляет.

Почему? В формулировке теоремы все неравенства в любом случае направлены в одну и ту же сторону. И если подгонять под формулировку, то ровно так и нужно.

 
 
 
 Re: Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
Сообщение15.02.2015, 14:18 
Аватара пользователя
Rostislav1 в сообщении #978707 писал(а):
Или Вы не это имели ввиду?

Это. Но не надо переспрашивать каждый шаг. Решайте самостоятельно.

 
 
 [ Сообщений: 23 ]  На страницу 1, 2  След.


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