Методы оптимизации. Часть 2. Белоусова Е.П - 16 стр.

UptoLike

Рубрика: 

16
=−
=+
=λ−−
=+−
8uu2
12uuuu2
u
0u2
0u4u32u812
21
3221
11
2
2
1
2
11
2
1
=−
=+
=λ−−
=++−
8uu2
12uuuu2
u
0u2
012u32u12
21
3221
11
2
2
1
1
2
1
.
Решая первое уравнение системы, находим 3/1u
1
=
и 3u
1
=
. Получаем
9/2,3/1,39/28u,3/26u,3/1u,1
213210
=
λ
=
λ
=
=
=
=
λ
и
18,3,12u,2u,3u,1
213210
=
λ
=
λ
=
=
=
=
λ
.
Проверим, выполнено ли достаточное условие для точки
(
)
18,3,12,2,3
. Будем считать
1
uu
=
- независимой переменной и
3221
uv,uv
=
=
- функциями от
1
u . Выпишем все матрицы, входящие в
формулу для вычисления матрицы D. 0
u
L
L
2
1
2
uu
=
= ,
()
213
1312
uv
u,2u
u
L
u
,
u
L
uu
L
v
L λ+=
=
=
,
λ+
=
=
=
2
13
31
21
vu
u
2u
u
L
u
u
L
u
v
L
u
L
,
λ+
λ+
=
∂∂
∂∂
=
0u
u0
u
L
uu
L
uu
L
u
L
L
11
11
2
3
2
32
2
23
2
2
2
2
vv
,
+
=
=
01
uuu2
u
g
u
g
u
g
u
g
g
231
3
2
2
2
3
1
2
1
v
,
+
=
31
2
2
1
v
uu21
u0
u
1
g ,
−+
=
0u
1uu2
g
2
31
T
v
,
()
+−
=
312
2
1
T
v
uu2u
10
u
1
g ,
=
=
2
u2
u
g
u
g
g
2
1
2
1
1
u
.
Посчитаем произведение
()
121
2
31
2
2
20130u
1
vuv
u4u24
2
u2
uu21
u0
u
1
u,2uggL ++λ−=
+
λλ+λ=
;
                                                                   16

                      � 12 −8u12 +32u1 −4u12 =0                             � −12u 12 +32u 1 +12 =0
                      �                                                      �
                      ��       −2u12 −λ 2 =0                                   ��         −2u 12 −λ 2 =0
                      �           λ1 =−u1                          ⇔              �         λ1 =−u 1     .
                      �       2u1u 2 +u 2 u 3 =12                                   � 2u u +u u =12
                      �                                                              �    1 2     2 3
                      ��        2u1 −u 2 =8                                            ��  2u 1 −u 2 =8

Решая первое уравнение системы, находим u 1 =−1 / 3 и u 1 =3 . Получаем
λ 0 =1, u 1 =−1 / 3, u 2 =−26 / 3, u 3 =−28 / 39, λ1 =1 / 3, λ 2 =−2 / 9 и
λ 0 =1, u 1 =3, u 2 =−2, u 3 =−12, λ1 =−3, λ 2 =−18 .
      Проверим, выполнено ли достаточное условие для точки
(3,−2,−12,−3,−18). Будем считать u =u1 - независимой переменной и
v1 =u 2 , v 2 =u 3 - функциями от u 1 . Выпишем все матрицы, входящие в
                                                                            ∂2L
формулу для вычисления матрицы D. L uu                                     = 2 =0 ,
                                                                            ∂u 1
                  ∂ � ∂L � � ∂ ∂L ∂ ∂L �
L uv =                �      � =�                          ,       � =(u 3 +2λ1 , u 2 ),
                  ∂v � ∂u � �� ∂u 2 ∂u 1 ∂u 3 ∂u 1 ��
                                � ∂ ∂L �
                                 �                �
                   ∂ ∂L � ∂u 1 ∂u 2 � � u 3 +2λ1 �
L vu   =                     =                             =�          � ,
                  ∂u ∂v � ∂ ∂L � ��                             u 2 ��
                                   � ∂u ∂u �
                                    �  1      3 �

         � ∂ L           2
                                       ∂ L �
                                          2
          �                                         �
            � ∂u 2         2
                                      ∂u 3 ∂u 2 � �             0        u 1 +λ1 �
L vv   =�                                                  =  �                    � ,
                     ∂2L               ∂ 2 L � �� u 1 +λ1                    0 ��
             ��                                       ��
                �  ∂u   2 ∂u  3        ∂ u  2
                                            3            �
      � ∂g1          ∂g1 �
       �                    �
             ∂u 2    ∂u 3 � � 2u 1 +u 3              u2 �                 1 � 0    −u 2 �
g v =�                          =�                       �� , g −
                                                                v =
                                                                 1
                                                                              ��              � ,
         � ∂g 2      ∂g 2 � ��     −1                  0�                u 2 � 1 2u 1 +u 3 ��
          � ∂u       ∂u 3 �   �
           �    2

                                                                                               � ∂g1 �
                                                                                                �              �
        � 2u 1 +u 3        −1�                        1 � 0                          �                  ∂u 1 � � 2u 2 �
g Tv =��                              ( )
                              �� , g Tv
                                            −1
                                                 =         �
                                                     u 2 �� −u 2
                                                                            1
                                                                        2u 1 +u 3 ��
                                                                                       � , gu =   �              =�
                                                                                                    � ∂g 2 � �� 2 ��
                                                                                                                        � .
         �   u2            0�
                                                                                                     � ∂u �
                                                                                                      �    1 �
Посчитаем произведение
                                                  1    � 0       −u 2 �         � 2u 2 �
       v g u =(λ 0 u 3 +2λ1 , λ 0 u 2 )
L uv g −                                                ��                 ��    ��       �� =−4λ1 +2u 2 +4u 1 ;
        1
                                                  u2       � 1 2u 1 +u 3 �          � 2 �