Przykªadowe kolokwium wykªadowe z Metod i Algorytmów Optymalizacji Imi¦ . . . . . . . . . . . . Nazwisko . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nr indeksu . . . . . . . . .
Odpowied¹
Punktacja
poprawna
1
brak odpowiedzi
0
bª¦dna
-0,5
UWAGA: W pust¡ kratk¦ po lewej stronie ka»dej odpowiedzi nale»y wpisa¢ sªowo:
TAK, je»eli odpowied¹ jest poprawna,
NIE, je»eli odpowied¹ jest bª¦dna,
lub pozostawi¢ puste miejsce, je»eli nie znamy odpowiedzi na to pytanie.
1) Niech D ⊂ n
R , Int D 6= ∅, f : D → R klasy C2 na Int D, x0 ∈ Int D oraz f osi¡ga w x0 maksimum lokalne, wówczas na pewno
∇f (x0) = 0 n,
R
Hf (x0) jest ujemnie okre±lona,
∃ r > 0 ∀ x ∈ K(x0, r) \ {x0} f (x) < f (x0).
2) Niech f : n
R → R korecywna i ci¡gªa, wtedy na pewno
f osi¡ga minimum globalne,
f osi¡ga ±cisªe minimum lokalne,
lim
1
= +∞.
k
f (x)
xk→+∞
3) Niech D ⊂ n
R
wypukªy, f : D → R wypukªa na D. Wówczas na pewno f jest ±ci±le wypukªa na D,
−f jest wkl¦sªa na D,
epi f jest wypukªym podzbiorem
n
R .
4) Niech U ⊂ n
R otwarty, wypukªy, f : U → R klasy C2 na U , taka, »e Hf (x) jest dodatnio okre±lona dla ka»dego x ∈ U . Wtedy na pewno
f osi¡ga ±cisle minimum globalne w ka»dym punkcie krytycznym f , f jest wypukªa na U ,
∀ (x, y ∈ U, x 6= y)
f (x) + ∇f (x), y − x < f (y).
5) Niech dany b¦dzie
(g(t
Qm
1, . . . , tm) = Pn
c
(t
i=1 i
j=1
j )αij
→ min
(GP )
gdzie t1, . . . , tm > 0.
Przez (DGP ) oznaczamy problem dualny do (GP ). Wówczas na pewno je»eli t? jest rozwi¡zaniem (GP ), a δ? jest rozwi¡zaniem (DGP ), to g(t?) ≤ v(δ?).
je»eli (DGP ) nie jest zgodny, to (GP ) nie ma rozwi¡zania,
wektor (δ1, . . . , δn) taki, »e Pn δ
α
i=1
i = 1, Pn
i=1
ij δi = 0, j = 1, . . . , m oraz δ1 = −δ2, jest wektorem dopuszczalnym dla (DGP ).
6) Niech x
n
0 ∈ R , r > 0 oraz kx0k > r. Wtedy na pewno K(x
n
0, r) jest wypukªym podzbiorem w R ,
mo»na zastosowa¢ twierdzenie o podpieraniu do punktu x0 i zbioru K(0 n, r), R
mo»na zastosowa¢ twierdzenie o oddzielaniu do punktu x0 i zbioru K(0 n, r).
R
7) Niech dany b¦dzie problem wypukªy
f(x) → min
przy ograniczeniach
(P )
g
1(x) ≤ 0, g2(x) ≤ 0, . . . , gm(x) ≤ 0,
x ∈ C.
Zaªó»my, »e funkcja MP (·) ma niepust¡ dziedzin¦ - DMP . Wówczas na pewno funkcja MP (·) jest ci¡gªa,
∀ z1, z2 ∈ DMP
z1 ≤ z2 ⇒ M P (z2) ≤ M P (z1),
M P = M P (0 m ).
R
8) Niech dany b¦dzie superzgodny problem wypukªy (P ) postaci takiej jak w pytaniu 7). Zaªó»my, »e x? ∈ C jest rozwi¡zaniem dla (P ). Wówczas na pewno
gi(x?) ≤ 0, i = 1, . . . , m,
h
i
∃ λ? ∈
m
m
R
∀ x ∈ C ∀ λ ∈ R L(x?, λ) ≤ L(x?, λ?) ≤ L(x, λ?) ∧ λ?g
,
i i(x?) = 0, i = 1, . . . , m
∃ λ? ≥ 0 (x?, λ?) jest punktem siodªowym dla lagran»janu (P ).
9) Niech dany b¦dzie problem wypukªy (P ) postaci takiej jak w pytaniu 7), który posiada wektor wra»liwo±ci λ.
Wtedy na pewno
∀ z ∈
m
R
M P (z) ≥ M P − λ, z,
je»eli funkcja MP (·) jest ró»niczkowalna w 0 m, to λ = ∇MP (0 m), R
R
je»eli λ1 = 0 oraz e1 nale»y do dziedziny MP (·), to MP = MP (e1).
f(x) → min
10) Niech U ⊂ n
R
otwarty, f, g : U → R klasy C1 na U. Niech dany b¦dzie problem przy ograniczeniu
g(x) = 0, x ∈ U.
Wówczas na pewno
ka»dy wektor dopuszczalny dla powy»szego problemu jest regularny, je»eli x? jest lokalnym minimum i punktem regularnym dla powy»szego problemu, to istnieje λ ≥ 0 taki, »e
∇f (x?) + λ∇g(x?) = 0 n,
R
je»eli x? jest lokalnym minimum i punktem regularnym dla powy»szego problemu, to istnieje λ ∈ R taki,
»e ∇f(x?) + λ∇g(x?) = 0 n.
R