c10-8 (Numerical Recipes in C)

PDF-файл c10-8 (Numerical Recipes in C) Цифровая обработка сигналов (ЦОС) (15321): Книга - 8 семестрc10-8 (Numerical Recipes in C) - PDF (15321) - СтудИзба2017-12-27СтудИзба

Описание файла

Файл "c10-8" внутри архива находится в папке "Numerical Recipes in C". PDF-файл из архива "Numerical Recipes in C", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "цифровая обработка сигналов (цос)" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "цифровая обработка сигналов" в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

430Chapter 10.Minimization or Maximization of FunctionsQuasi-Newton methods like dfpmin work well with the approximate lineminimization done by lnsrch. The routines powell (§10.5) and frprmn (§10.6),however, need more accurate line minimization, which is carried out by the routinelinmin.Although rare, it can conceivably happen that roundoff errors cause the matrix Hi tobecome nearly singular or non-positive-definite. This can be serious, because the supposedsearch directions might then not lead downhill, and because nearly singular Hi ’s tend to givesubsequent Hi ’s that are also nearly singular.There is a simple fix for this rare problem, the same as was mentioned in §10.4: In caseof any doubt, you should restart the algorithm at the claimed minimum point, and see if itgoes anywhere. Simple, but not very elegant.

Modern implementations of variable metricmethods deal with the problem in a more sophisticated way.Instead of building up an approximation to A−1 , it is possible to build up an approximationof A itself. Then, instead of calculating the left-hand side of (10.7.4) directly, one solvesthe set of linear equationsA · (xm − xi ) = −∇f (xi )(10.7.11)At first glance this seems like a bad idea, since solving (10.7.11) is a process of orderN 3 — and anyway, how does this help the roundoff problem? The trick is not to store A butrather a triangular decomposition of A, its Cholesky decomposition (cf. §2.9).

The updatingformula used for the Cholesky decomposition of A is of order N 2 and can be arranged toguarantee that the matrix remains positive definite and nonsingular, even in the presence offinite roundoff. This method is due to Gill and Murray [1,2] .CITED REFERENCES AND FURTHER READING:Dennis, J.E., and Schnabel, R.B.

1983, Numerical Methods for Unconstrained Optimization andNonlinear Equations (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall). [1]Jacobs, D.A.H. (ed.) 1977, The State of the Art in Numerical Analysis (London: Academic Press),Chapter III.1, §§3–6 (by K. W. Brodlie). [2]Polak, E. 1971, Computational Methods in Optimization (New York: Academic Press), pp. 56ff. [3]Acton, F.S. 1970, Numerical Methods That Work; 1990, corrected edition (Washington: Mathematical Association of America), pp. 467–468.10.8 Linear Programming and the SimplexMethodThe subject of linear programming, sometimes called linear optimization,concerns itself with the following problem: For N independent variables x1 , .

. . , xN ,maximize the functionz = a01 x1 + a02 x2 + · · · + a0N xN(10.8.1)subject to the primary constraintsx1 ≥ 0,x2 ≥ 0,...xN ≥ 0(10.8.2)Sample page from NUMERICAL RECIPES IN C: THE ART OF SCIENTIFIC COMPUTING (ISBN 0-521-43108-5)Copyright (C) 1988-1992 by Cambridge University Press.Programs Copyright (C) 1988-1992 by Numerical Recipes Software.Permission is granted for internet users to make one paper copy for their own personal use. Further reproduction, or any copying of machinereadable files (including this one) to any servercomputer, is strictly prohibited.

To order Numerical Recipes books,diskettes, or CDROMsvisit website http://www.nr.com or call 1-800-872-7423 (North America only),or send email to trade@cup.cam.ac.uk (outside North America).Advanced Implementations of Variable Metric Methods10.8 Linear Programming and the Simplex Method431and simultaneously subject to M = m1 + m2 + m3 additional constraints, m1 ofthem of the formai1 x1 + ai2 x2 + · · · + aiN xN ≤ bi(bi ≥ 0)i = 1, . .

. , m1(10.8.3)m2 of them of the formj = m1 + 1, . . . , m1 + m2 (10.8.4)and m3 of them of the formak1 x1 + ak2 x2 + · · · + akN xN = bk ≥ 0k = m1 + m2 + 1, . . . , m1 + m2 + m3(10.8.5)The various aij ’s can have either sign, or be zero. The fact that the b’s must all benonnegative (as indicated by the final inequality in the above three equations) is amatter of convention only, since you can multiply any contrary inequality by −1.There is no particular significance in the number of constraints M being less than,equal to, or greater than the number of unknowns N .A set of values x1 . . . xN that satisfies the constraints (10.8.2)–(10.8.5) is calleda feasible vector. The function that we are trying to maximize is called the objectivefunction. The feasible vector that maximizes the objective function is called theoptimal feasible vector.

An optimal feasible vector can fail to exist for two distinctreasons: (i) there are no feasible vectors, i.e., the given constraints are incompatible,or (ii) there is no maximum, i.e., there is a direction in N space where one or moreof the variables can be taken to infinity while still satisfying the constraints, givingan unbounded value for the objective function.As you see, the subject of linear programming is surrounded by notational andterminological thickets.

Both of these thorny defenses are lovingly cultivated by acoterie of stern acolytes who have devoted themselves to the field. Actually, thebasic ideas of linear programming are quite simple. Avoiding the shrubbery, wewant to teach you the basics by means of a couple of specific examples; it shouldthen be quite obvious how to generalize.Why is linear programming so important? (i) Because “nonnegativity” is theusual constraint on any variable xi that represents the tangible amount of somephysical commodity, like guns, butter, dollars, units of vitamin E, food calories,kilowatt hours, mass, etc. Hence equation (10.8.2). (ii) Because one is ofteninterested in additive (linear) limitations or bounds imposed by man or nature:minimum nutritional requirement, maximum affordable cost, maximum on availablelabor or capital, minimum tolerable level of voter approval, etc.

Hence equations(10.8.3)–(10.8.5). (iii) Because the function that one wants to optimize may belinear, or else may at least be approximated by a linear function — since that is theproblem that linear programming can solve. Hence equation (10.8.1). For a short,semipopular survey of linear programming applications, see Bland [1].Here is a specific example of a problem in linear programming, which hasN = 4, m1 = 2, m2 = m3 = 1, hence M = 4:Maximize z = x1 + x2 + 3x3 − 12 x4(10.8.6)Sample page from NUMERICAL RECIPES IN C: THE ART OF SCIENTIFIC COMPUTING (ISBN 0-521-43108-5)Copyright (C) 1988-1992 by Cambridge University Press.Programs Copyright (C) 1988-1992 by Numerical Recipes Software.Permission is granted for internet users to make one paper copy for their own personal use. Further reproduction, or any copying of machinereadable files (including this one) to any servercomputer, is strictly prohibited.

To order Numerical Recipes books,diskettes, or CDROMsvisit website http://www.nr.com or call 1-800-872-7423 (North America only),or send email to trade@cup.cam.ac.uk (outside North America).aj1 x1 + aj2 x2 + · · · + ajN xN ≥ bj ≥ 0432Chapter 10.Minimization or Maximization of Functionsaddia feasible basic vector(not optimal)nalconstraint(equality)lity)primary constraintitiosome feasible vectorsthe optimal feasible vectoronaltiaddility)equa(inrainttconsz=z=z=primary constraintz=z=z=z=z=2.93.03.1x22.82.72.62.52.4Figure 10.8.1. Basic concepts of linear programming.

The case of only two independent variables,x1 , x2 , is shown. The linear function z, to be maximized, is represented by its contour lines. Primaryconstraints require x1 and x2 to be positive. Additional constraints may restrict the solution to regions(inequality constraints) or to surfaces of lower dimensionality (equality constraints). Feasible vectorssatisfy all constraints. Feasible basic vectors also lie on the boundary of the allowed region. The simplexmethod steps among feasible basic vectors until the optimal feasible vector is found.with all the x’s nonnegative and also withx1 + 2x3 ≤ 7402x2 − 7x4 ≤ 0x2 − x3 + 2x4 ≥12(10.8.7)x1 + x2 + x3 + x4 = 9The answer turns out to be (to 2 decimals) x1 = 0, x2 = 3.33, x3 = 4.73, x4 = 0.95.In the rest of this section we will learn how this answer is obtained. Figure 10.8.1summarizes some of the terminology thus far.Fundamental Theorem of Linear OptimizationImagine that we start with a full N -dimensional space of candidate vectors.

Then(in mind’s eye, at least) we carve away the regions that are eliminated in turn by eachimposed constraint. Since the constraints are linear, every boundary introduced bythis process is a plane, or rather hyperplane. Equality constraints of the form (10.8.5)Sample page from NUMERICAL RECIPES IN C: THE ART OF SCIENTIFIC COMPUTING (ISBN 0-521-43108-5)Copyright (C) 1988-1992 by Cambridge University Press.Programs Copyright (C) 1988-1992 by Numerical Recipes Software.Permission is granted for internet users to make one paper copy for their own personal use.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5138
Авторов
на СтудИзбе
443
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее