Mat Lineaarinen ohjelmointi

Samankaltaiset tiedostot
Kokonaislukuoptimointi

1. Luvut 1, 10 on laitettu ympyrän kehälle. Osoita, että löytyy kolme vierekkäistä

Mat Lineaarinen ohjelmointi

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

Monte Carlo -menetelmä

6. Stokastiset prosessit (2)

ABTEKNILLINEN KORKEAKOULU

FYSA220/2 (FYS222/2) VALON POLARISAATIO

Tavoitteet skaalaavan funktion lähestymistapa eli referenssipiste menetelmä

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 7: Lagrangen kertojat. Pienimmän neliösumman menetelmä.

Jaksolliset ja toistuvat suoritukset

Mat Lineaarinen ohjelmointi

Epätäydelliset sopimukset

COULOMBIN VOIMA JA SÄHKÖKENTTÄ, PISTEVARAUKSET, JATKUVAT VARAUSJAKAUMAT

Simplex-menetelm. S ysteemianalyysin. 11. luento: Duaali-simplex. 1. vaiheen duaali-simplex. Hinnoittelu. Pivot-rivin laskeminen. Degeneroituneisuus

Tchebycheff-menetelmä ja STEM

7. Modulit Modulit ja lineaarikuvaukset.

Painotetun metriikan ja NBI menetelmä

Jaetut resurssit. Tosiaikajärjestelmät Luento 5: Resurssien hallinta ja prioriteetit. Mitä voi mennä pieleen? Resurssikilpailu ja estyminen

Tuotteiden erilaistuminen: hintakilpailu

Mat /Mat Matematiikan peruskurssi C3/KP3-I Harjoitus 2, esimerkkiratkaisut

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

4. A priori menetelmät

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

Kokonaislukutehtävien formulointeja ( ) 1.4) Mirko Ruokokoski S ysteemianalyysin. Laboratorio. Mirko Ruokokoski

Taustaa. Sekventiaalinen vaikutuskaavio. Päätöspuista ja vaikutuskaavioista. Esimerkki: Reaktoriongelma. Johdantoa sekventiaalikaavioon

HASSEN-WEILIN LAUSE. Kertausta

Markov-prosessit (Jatkuva-aikaiset Markov-ketjut)

13. Lineaariset ensimmäisen kertaluvun differentiaalisysteemit

SU/Vakuutusmatemaattinen yksikkö (5)

TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

Luento 6 Luotettavuus ja vikaantumisprosessit

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Johdatus diskreettiin matematiikkaan (Syksy 2008) 4. harjoitus Ratkaisuja (Jussi Martin)

Mat Lineaarinen ohjelmointi

3.5 Generoivat funktiot ja momentit

Jäykän kappaleen liike

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

3 Tilayhtälöiden numeerinen integrointi

Kanoniset muunnokset

ER-kaaviot. Ohjelmien analysointi. Tilakaaviot. UML-kaaviot (luokkakaavio) Tietohakemisto. UML-kaaviot (sekvenssikaavio) Kirjasto

Pyörimisliike. Haarto & Karhunen.

Duaalisuus kokonaislukuoptimoinnissa. Mat , Sovelletun matematiikan tutkijaseminaari, kevät 2008, Janne Karimäki

Tilastollisen fysiikan luennot

Luento 4: Lineaarisen tehtävän duaali

Painokerroin-, epsilon-rajoitusehtoja hybridimenetelmät

Puupintaisen sandwichkattoelementin. lujuuslaskelmat. Sisältö:

Sähköstaattinen energia

Mat Lineaarinen ohjelmointi

b g / / / / H G I K J =. S Fysiikka (ES) Tentti

1, x < 0 tai x > 2a.

Reaaliarvoinen funktio f : on differentioituva pisteessä x, jos f:lle on siinä voimassa kehitelmä. h h. eli. Silloin

Kynä-paperi -harjoitukset. Taina Lehtinen Taina I Lehtinen Helsingin yliopisto

Tarkastellaan kuvan 8.1 (a) lineaarista nelitahoista elementtiä, jonka solmut sijaitsevat elementin kärkipisteissä ja niiden koordinaatit ovat ( xi

d L q i = V = mc 2 q i 1 γ = = p i. = V = γm q i + QA i. ṗ i + Q A i + Q da i t + j + V + Q φ

Johdatus tekoälyn taustalla olevaan matematiikkaan

Epälineaaristen pienimmän neliösumman tehtävien ratkaiseminen numeerisilla optimointimenetelmillä (valmiin työn esittely)

VERKKOJEN MITOITUKSESTA

Mat Lineaarinen ohjelmointi

Käytetään säteille kompleksiesitystä. Tuleva säde on Ee 0 iw t ja peräkkäisiä heijastuneita säteitä kuvaaviksi esityksiksi saadaan kuvasta: 3 ( 2 )

11. Vektorifunktion derivaatta. Ketjusääntö

Sähkön- ja lämmöntuotannon kustannussimulointi ja herkkyysanalyysi

Esitä koherentin QAM-ilmaisimen lohkokaavio, ja osoita matemaattisesti, että ilmaisimen lähdöstä saadaan kantataajuiset I- ja Q-signaalit ulos.

Aamukatsaus

Äärellisten ryhmien hajotelmat suoriksi tuloiksi

Yrityksen teoria. Lari Hämäläinen S ysteemianalyysin. Laboratorio. Teknillinen korkeakoulu

Rahastoonsiirtovelvoitteeseen ja perustekorkoon liittyvät laskentakaavat. Soveltaminen

Yksikköoperaatiot ja teolliset prosessit

Paperikoneiden tuotannonohjauksen optimointi ja tuotefokusointi

Tietojen laskentahetki λ α per ,15 0,18 per ,15 0,18 per tai myöhempi 0,20 0,18

SU/Vakuutusmatemaattinen yksikkö (6)

A = B = T = Merkkijonon A osamerkkijono A[i..j]: n merkkiä pitkä merkkijono A:

Mittausvirhe. Mittaustekniikan perusteet / luento 6. Mittausvirhe. Mittausepävarmuus ja siihen liittyvää terminologiaa

Yrityksen teoria ja sopimukset

Kansainvälisen konsernin verosuunnittelu ja tuloksenjärjestely

1 0 2 x 1 a. x 1 2x c b 2a c a. Alimmalta riviltä nähdään että yhtälöyhmällä on ratkaisu jos ja vain jos b 3a + c = 0.

Mat Tilastollinen päättely 7. harjoitukset / Tehtävät. Hypoteesien testaus. Avainsanat:

Pro gradu -tutkielma. Whitneyn upotuslause. Teemu Saksala

BL20A0600 Sähkönsiirtotekniikka

Rahastoonsiirtovelvoitteeseen, perustekorkoon ja vakuutusmaksukorkoon liittyvät laskentakaavat ja periaatteet

TEKNILLINEN KORKEAKOULU Systeemianalyysin laboratorio Mat Sovelletun matematiikan erikoistyö. Ei-normaalisten tuottojakaumien mallintaminen

Palkanlaskennan vuodenvaihdemuistio 2014

Uuden eläkelaitoslain vaikutus allokaatiovalintaan

S , FYSIIKKA III (ES), Syksy 2002, LH 4, Loppuviikko 39. Partitiofunktiota käyttäen keskiarvo voidaan kirjoittaa muotoon

Raja-arvot. Osittaisderivaatat.

= E(Y 2 ) 1 n. = var(y 2 ) = E(Y 4 ) (E(Y 2 )) 2. Materiaalin esimerkin b) nojalla log-uskottavuusfunktio on l(θ; y) = n(y θ)2

Työssä tutustutaan harmonisen mekaanisen värähdysliikkeen ominaisuuksiin seuraavissa

Galerkin in menetelmä

FDS-OHJELMAN UUSIA OMINAISUUKSIA

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2009

Ilkka Mellin (2008) 1/24

Mat Lineaarinen ohjelmointi

on määritelty tarkemmin kohdassa 2.3 ja pi kohdassa 2.2.

AB TEKNILLINEN KORKEAKOULU

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

Valmistelut INSTALLATION INFORMATION

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 7B Ratkaisuehdotuksia.

Este- ja sakkofunktiomenetelmät

Kvanttimekaanisten joukkojen yhteys termodynamiikkaan

Ilmari Juva. Jalkapallo-ottelun lopputuloksen stokastinen mallintaminen

Lähdemateriaalina käytetty Pertti Louneston kirjaa Clifford Algebras and spinors [1]

Transkriptio:

Mat-.4 Lneaarnen ohelmont 8..7 Luento 6 Duaaltehtävä (kra 4.-4.4) S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Luentorunko Motvont Duaaltehtävä Duaalteoreemat Hekko duaalsuus Vahva duaalsuus Täydentyvyysehdot Geometra Duaalmuuttuen tulknta Yhteenveto S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Tehtävä: Motvont (/) mn Ratkasu Lagrangen funktolla L: y y mn, y L(, y, ) y ( y) S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Motvont (/) Idea: Relaksodaan raote y Mnmodaan kustannusfunktota vaaast Sakotetaan raotteen rkkomsesta hnnalla. Jos sakko valtaan oken, on otmratkasu sama kun raotetulla tehtävällä LP-tehtävän duaal samalla dealla! S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 4

LP-tehtävä mn c' A Duaalfunkto g(): Motvont (/) Relaksotu tehtävä mn c' '( A) mssä * on alkueräsen tehtävän otm. g( ) mn c' '( A) c' * '( A*) g() antaa ss alaraan otmkustannukselle c * c' *, S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 5

Duaaltehtävä (/7) Alkuerästä tehtävää kutsutaan rmaalks Duaaltehtävä: etstään suurnta alaraaa rmaaln otmkustannukselle: ma g( ) vaaa, mssä g() mn [ c' '( A) ] LP-tehtävän taauksessa duaalfunkto g() saadaan lausuttua ekslsttsest S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 6

Määrtelmästä: Huomataan: Duaaltehtävä (/7) g() mn( c' ' A) mn ', [ c' '( A) ] mn( c' ' A), os c' ' A ' muuten g():tä maksmotaessa raotutaan edellseen taaukseen standardmuotosen rmaaln duaaltehtävä: ma s.e ' 'A c' vaaa S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 7

Duaaltehtävä (/7) Raotteet eäyhtälömuodossa? Muutetaan standardmuotoon a sovelletaan edellstä Esm. mn c' mn [ c' ' ] s.e A s s.e [ A I] s Duaal: ma ' s.e 'A c' s S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 8

Duaaltehtävä (4/7) Raotteet yhtälömuodossa, mutta vaaa? Määrtelmästä: Huomataan: Duaaltehtävä: g() mn( c' ' A) ma s.e mn [ c' '( A) ] ' mn( c' ' A), os, ' 'A c' vaaa c' ' A ' muuten S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 9

Duaaltehtävä (5/7) Ylesest: PRIMAALI mn ma DUAALI raotteet muuttuat vaaa vaaa c c c muuttuat raotteet Prmaaln muuttuaa vastaa duaalssa raote a tosnän S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / Duaaltehtävä (6/7) Duaaltehtävä (6/7) Esmerkk: vaaa 4 6 5 mn 4 6 5 ma vaaa

Duaaltehtävä (7/7) Omnasuuksa: Duaaln duaal on rmaal Prmaaln ekvvalentt muodot tuottavat ekvvalentt duaalt mn A c' vaaa ma ' ' A c' mn A s S ysteemanalyysn c' s vaaa ' s ma ' vaaa ' A c' Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Duaalteoreemat: Hekko duaalsuus (/) Teoreema 4. (hekko duaalsuus): Jos on käyä ratkasu rmaallle a käyä ratkasu duaallle, ätee ' c' S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 4 Todstus: Määrtellään mlle tahansa a : Jos a rmaal- a duaalkäyä: Ss: ( ) ( ) A c v a u ' ' v u ) ' sgn( ) sgn( ' ) sgn( ) ' sgn( ' A c A c a a c A c A v u ' ' ' ' ' ' Ks. Duaaltehtävän määrtelmä, kalvo

Duaalteoreemat: Hekko duaalsuus (/) Seurauslauseet 4. a 4.: a) Jos rmaaln otmkustannus on -, duaal e vo olla käyä ) Jos duaaln otmkustannus on, rmaal e vo olla käyä c) Jos a käyvät ratkasut rmaallle a duaallle a ätee c, ovat ko. ratkasut otmaalset rmaallle a duaallle Tod: c c y rmaalkäyvlle y. Vastaavast duaallle. S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 5

Duaalteoreemat: Vahva duaalsuus (/) Teoreema 4.4 (vahva duaalsuus): Jos LP-tehtävällä on otmratkasu, on myös sen duaallla, a vastaavat otmkustannukset ovat samat. S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 6

Todstus: Tarkastellaan standardmuotosta tehtävää a sen duaala: mnc' ma ' A ' A c' Olk. B rmaaln otmratkasun kantamuuttuat kannalla B. Tällön: Olk. c B B -. Tällön edellsestä seuraa: Lsäks: ' c' c B ' B c' c B ' B A ' A c' c B ' B ' c' Otmssa e negatvsa red. kustannuksa! duaalkäyä! ' c', ratkasut otmaalset! S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 7

Duaalteoreemat LP-tehtävässä va yks seuraavsta taaukssta mahdollnen: Löytyy otmratkasu Tehtävä on raottamaton, el otmkustannus - Tehtävä e ole käyä S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 8

Duaalteoreemat Prmaal- a duaalarelle saadaan ss seuraavat mahdollset komnaatot: Äärellnen otm Raottamaton E-käyä Äärellnen otm Mahdollnen Mahdoton Mahdoton Raottamaton Mahdoton Mahdoton Mahdollnen E-käyä Mahdoton Mahdollnen Mahdollnen S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 9

Duaalteoreemat: Täydentyvyysehdot (/6) Teoreema 4.5 (Täydentyvyys- el comlementary slackness-ehdot): Olkoot a rmaaln a duaaln käyä ratkasua. Tällön a ovat ko. tehtäven otmratkasut os a van os: ( a ' ), ( c ' A ). Ts. oko muuttua nollassa ta vastaava raote aktvsena S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Todstus: Määrtellään u a v : u v ( a ' ) ( c ' A ) Kuten aemmn, rmaal- a duaalkäyvlle a ätee u a v kaklla a. Lsäks: u v ' A ' c' ' A c' Vahva duaalsuus: os a ovat otmaalsa, nn c u v kaklla a. ' Kääntäen, os u v kaklla a, nn c. Hekon duaalsuusteoreeman seurauslause kertoo, että a tällön otmaalsa (kalvo 5, c-kohta). S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Duaalteoreemat: Täydentyvyysehdot (/6) ( ) Ensmmänen ehto a ' toteutuu standardmuotoselle tehtävälle automaattsest Ey-raotteet: otmssa e-aktvnen raote vodaan ostaa, oten sen rkkomsesta e ärkeä sakottaa nollasta okkeavalla hnnalla (vrt. sakko). S ysteemanalyysn 4 mn 5 Otmssa (,) s.e. < 4 4, ] ' [ 5,,. raote e aktvnen Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Duaalteoreemat: Täydentyvyysehdot (4/6) Standardmuotonen rmaal, e-degenerotunut otmratkasu tunnetaan duaalmuuttuat saadaan laskettua tosesta täydentyvyysehdosta ( c ' A )! Kantamuuttuat c B(l ) ' A l,..., m ' c ' B ( l ) B ( l ) B Degenerotunut ratkasu : yks ta useam kantamuuttua nollassa, oten edellnen tomnta e onnstu. B S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

mn Duaalteoreemat: Täydentyvyysehdot (5/6) Standardmuotonen tehtävä a sen duaal: 5,, 6 8 ma 8 5 6 Prmaaln otmratkasu *(,,), otmkustannus 9 Käytetään täydentyvyysehtoa duaaln otmratkasun löytämseen S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 4

Ehdot: Duaalteoreemat: Täydentyvyysehdot (6/6) ( a ' ) ( c ' A ),. Ylemmät OK, sllä tehtävä standardmuodossa Kantamuuttuat,, oten alemmsta ehdosta seuraa: 5 6 Ratkasu *(,) on duaalkäyä a tuottaa kustannuksen 9 ss * a * tosaan otmt! S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 5

S ysteemanalyysn Duaalteoreemat: Geometra (/) P: mn c' D: s.e a ',,..., m ma Merktään :ssä aktvsten raotteden ndeksoukkoa I:llä. Ehdot :n a :n otmaalsuudelle (e degenerotuvuutta): I a c a) ) a m ' s.e, c) a d) c I ' m a c Prmaalkäyyys Täydentyvyysehto Duaalkäyyys Duaalkäyyys Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 6

Duaalteoreemat: Geometra (/) Ts. otmsteen tulee olla rmaalkäyä, a lsäks vektorn c täytyy olla ostvnen lneaarkomnaato aktvssta raotevektoresta, I. a S ysteemanalyysn c E rmaalkäyä, c e akt. raotteden os. ln. kom. Prmaalkäyä, mutta c e akt. raotteden os. ln. kom. Prmaalkäyä, c akt. raotteden os. ln. kom otm! E rmaalkäyä, c kutenkn akt. raotteden os. ln. kom. Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 7

S ysteemanalyysn Duaalteoreemat: Geometra (/) Huomota edellsestä: Prmaalkäyyysehto huoleht :n käyyydestä Täydentyvyys- a duaalkäyyysehdot ovat tse asassa :n otmaalsuusehdot! c -4 c -45 c -5 c -6 c' c' c' c' [ 5 ] [ 5 5] [ 5 5] [ 5 5] c 5 Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 8

S ysteemanalyysn Duaalmuuttuen tulknta: Margnaalkustannus (/) Standardmuotonen tehtävä mn c' Resurssraotetta saadaan lsää d:n verran sten, että alkueräsen tehtävän otmkanta B ysyy otmaalsena Uus kustannus c' s.e. Kustannuksen muutos d A c ' c ' B ( d) '( B B B kertoo ss, mten resurssraotteen muutos vakuttaa kustannukseen ykskköä kohden d) Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 9

S ysteemanalyysn Duaalmuuttuen tulknta: Margnaalkustannus (/) Kakkuesmerkk: Otmkanta : mn 5 s.e. 4 4 5 4,,,4,5.5 5 () () () (,) (.5,.5) B B (,, )' 4 ' c ' B B 5 Resurssn () ykskkölsäys vähentäs ss kustannusta vdellä a resurssn () kymmenellä eurolla sllä ehdolla, että kanta B ysyy otmaalsena. Toden totta, resurssn () muutos.5 antaa saman otmkannan kustannuksella -5.5 (-5.5*(-5)). Ens luennolla lsää! Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / T

Duaalmuuttuen tulknta: Okea hnta (/) Deetttehtävä: valtaan ruokavalo sten, että kustannus mnmotuu a ravnteta saadaan vaadttu määrä Kala Leä Prot. Hlar 9 5 Ruoken ravnnemäärät Kala maksaa /kg, leä 4 /kg. Protena tarvtaan ävässä vähntään 6, hlhydraatta ykskköä. S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Duaalmuuttuen tulknta: Okea hnta (/) Ravnnemyyän tehtävä: maksmodaan tuottoa huomoden, että hmset evät osta lsäravnteta, os saavat samat aneet ruoasta halvemmalla Merktään kalan a lhan määrää :llä (kg), roten- a hlhydraattvalmsteden hntoa :llä ( ) Deetttehtävä: mn s.e. 9 S ysteemanalyysn K K K 4 5 K L L, L L 6 Ravnnemyyä: ma s.e. 6 9 P P P 5 P, H H H H Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 4

Duaalmuuttuen tulknta: Okea hnta (/) Deetllä olan a ravnnemyyän tehtävät tostensa duaalt! Tehtäven ratkasut: [ ] [.5.5 ], K L [ ] [..4], Kustannus 7 P H Tuotto 7 Kustannus a tuotto kohtaavat, el lsäravnteet on hnnoteltu oken! S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 /

Yhteenveto Jos rmaaln a duaaln otmratkasut * a * olemassa, ätee c ** Duaal saattaa olla helom laskea * saadaan *:stä täydentyvyysehtoen avulla Duaalmuuttualla myös melenkntosa tulkntoa: Sakko raotteen rkkomsesta Margnaalkustannus Okea hnta Lsäks elteoran maalmassa rmaal- a duaalelaaatulknta, otmratkasu tasaano S ysteemanalyysn Lneaarnen ohelmont - Syksy 7 / 4