Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Lagrange módszer. optimalizálás

475
Csatoltam képet.
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Felsőoktatás / Matematika

Válaszok

1
`f(x)=4x_1+x_1^2+8x_2+x_2^2`
Nem írtad, de bizonyára a függvény szélsőértékét keresed az `x_1+x_2=180` feltétellel.

A feltételt át kell alakítani null-alakra: `x_1+x_2-180=0`
és ennek a `λ`-szorosát hozzáadva az eredeti függvényhez kapjuk a Lagrange függvényt:
`L(x)=4x_1+x_1^2+8x_2+x_2^2+λ(x_1+x_2-180)`
(Megjegyzés: ha a feltétel teljesül, akkor 0-nak a lambda-szorosát adtuk hozzá, szóval ez is `f(x)`-szel azonos értéket vesz fel.)

Ennek a szélsőértékei lesznek `f(x)` szélsőértékei a feltétel mellett.

Vagyis kell venni a parciális deriváltakat, amiknek 0-nak kell lenniük:
`(∂L)/(∂x_1)=4+2x_1+λ=0`
`(∂L)/(∂x_2)=8+2x_2+λ=0`
Ez 2 egyenlet és 3 ismeretlen (`x_1, x_2, λ`). Van még a harmadik egyenlet is:
`x_1+x_2=180`
Ezt az egyenletrendszert kell megoldani.
Most pl. összeadjuk az első két egyenletet és behelyettesítjük a harmadikat:
`12+2·180+2λ=0`
`λ=-186`
De nem a λ kell nekünk, hanem az `x`, úgyhogy tovább kell csinálni:
`4+2x_1-186=0 \ \ \ → \ \ \ x_1=91`
`8+2x_2-186=0 \ \ \ → \ \ \ x_2=89`

A függvényérték `f(91,89)=4·91+91^2+8·89+89^2=...` nem számolom ki.

Meg kell még állapítani, hogy itt milyen szélsőértéke van. Azt a legjobb úgy, hogy kiszámítjuk a Hesse-mátrixot a második deriváltakból:
`(∂^2L)/(∂x_1^2)=2`
`(∂^2L)/(∂x_2^2)=2`
`(∂^2L)/(∂x_1∂x_2)=(∂^2L)/(∂x_2∂x_1)=0`
Vagyis a mátrix ez:
`((2,0),(0,2))`
Ha maradna benne `x_1,x_2`, akkor be kell helyettesíteni a `91,89`-et, és úgy kellene nézni, hogy definit-e.
Ez pozitív definit (a bal felső eleme is és a determinánsa is pozitív), tehát feltételes lokális minimum van ezen a helyen az adott feltétel szerint.

A többit is hasonlóan csináld meg.
0