+ All Categories
Home > Documents > index.pdf

index.pdf

Date post: 22-Sep-2015
Category:
Upload: mihai-marinescu
View: 218 times
Download: 4 times
Share this document with a friend
30
PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL 1 CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4 Problema 1-1. (3 puncte) Fabrica Centrul Disponibil C1 C2 C3 F1 3 4 3 40 F2 2 3 5 60 Necesar 20 30 50 100/100 Două fabrici F 1 şi F 2 aprovizionează trei cen- tre C 1 ,C 2 ,C 3 plătindu-se transportul pe tona de marfă astfel: De la F 1 la cele trei centre 3, 4 res- pectiv 3 Euro, iar de la F 2 la cele trei centre 2, 3 respectiv 5 Euro. La fabrica F 1 se produce 40 de tone de marfă, iar la F 2 se produce 60 de tone. Centrele solicită 20, 30 respectiv 50 de tone de marfă. Să se întocmească un plan de transport de cost minim. Rezolvare. Este o problemă de optimizare a transportului. Avem nevoie de minimul funcţiei f , unde f (x 11 ,x 12 ,...,x 23 )=3x 11 +4x 12 +3x 13 +2x 21 +3x 22 +5x 23 , cu următoarele restricţii asupra variabilelor: x 11 +x 12 +x 13 = 40 x 21 +x 22 +x 23 = 60 x 11 +x 21 = 20 x 12 +x 22 = 30 x 13 +x 23 = 50 unde toate variabilele sunt numere pozitive: x 11 ,x 12 ,x 13 ,x 21 ,x 22 ,x 23 0. Prin urmare se dau comen- zile Matlab: >> f=[3 4 3 2 3 5]’; >> Aeq=[ 1 1 1 0 0 0; 000111; 100100; 010010; 0 0 1 0 0 1]; >> beq=[40 60 20 30 50]’; >> lb=zeros(6,1); >> [xmin fmin]=linprog(f,[],[],Aeq,beq,lb) xmin = 0.0000 0.0000 40.0000 20.0000 30.0000 10.0000 fmin = 300.0000
Transcript
  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL1CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 1-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2 C3

    F1 3 4 3 40F2 2 3 5 60Necesar 20 30 50 100/100

    Dou fabrici F1 i F2aprovizioneaz trei cen-tre C1, C2, C3 pltindu-setransportul pe tona demarf astfel: De la F1 lacele trei centre 3, 4 res-pectiv 3 Euro, iar de la F2 la cele trei centre 2, 3 respectiv 5 Euro. La fabricaF1 se produce 40 de tone de marf, iar la F2 se produce 60 de tone. Centrelesolicit 20, 30 respectiv 50 de tone de marf. S se ntocmeasc un plan detransport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problem de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x23) = 3x11 + 4x12 + 3x13 + 2x21 + 3x22 + 5x23,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 +x13 = 40

    x21 +x22 +x23 = 60x11 +x21 = 20

    x12 +x22 = 30x13 +x23 = 50

    unde toate variabilele sunt numere pozitive:

    x11, x12, x13, x21, x22, x23 0.Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[3 4 3 2 3 5];>> Aeq=[ 1 1 1 0 0 0;

    0 0 0 1 1 1;1 0 0 1 0 0;0 1 0 0 1 0;0 0 1 0 0 1];

    >> beq=[40 60 20 30 50];>> lb=zeros(6,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,[],[],Aeq,beq,lb)

    xmin =

    0.00000.000040.000020.000030.000010.0000

    fmin =

    300.0000

  • Problema 1-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei:

    f(x) = x4 3x3 + x2 1,pe intervalul [2, 3]. S se precizeze att valoarea minim ct i valoarea argu-mentului n care funcia atinge aceast valoare minim!

    Rezolvare.

    n editor se editeaz ie-rul fun0102.m

    function y = fun0102(x)y = x^4-3*x^3+x^2-1;

    apoi se d comanda: >> [xmin fmin] = fminbnd(@fun0102,-2,3)xmin =

    2.0000

    fmin =

    -5.0000

  • Problema 1-3. (3 puncte)S se calculeze maximul funciei f , unde

    f(x, y, z) = 2x+ 3y + 4z,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x +y +z 7

    2x y 2z 1x +2y +3z 3

    x, y, z 0.S se precizeze att aceast valoare maxim ct i valoarea argumentelor n carefuncia atinge aceast valoare!

    Rezolvare.

    Avem o problem de pro-gramare liniar, cu restric-ii liniare de tip inegali-tate.

    >> f=-[2; 3; 4];>> A=[1 1 1; -2 1 2; -1 2 3];>> b=[ 7; 1; 3];>> lb=zeros(3,1);>> [xmax fval] = linprog(f,A,b,[],[],lb);Optimization terminated.>> xmaxxmax =

    4.50000.00002.5000

    >> -fval

    ans =

    19.0000

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL2CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 2-1. (3 puncte)

    Depozitul Centrul DisponibilC1 C2 C3

    D1 7 7 8 170D2 3 4 5 280D3 2 2 3 150Necesar 120 230 250 600/600

    Trei depozite D1,D2 i D3 aprovi-zioneaz trei centreC1, C2, C3 pltindu-se transportul petona de marf astfel:De la D1 la cele treicentre 7, 7 respectiv 8 Euro, de la D2 la cele trei centre 3, 4 respectiv 5 Euro,iar de la D3 la cele trei centre 2, 2 respectiv 3 Euro. La depozitul D1 se a 170de tone de marf, la D2 280, iar la D3 se a 150 de tone. Centrele solicit 120,230 respectiv 250 de tone de marf. S se ntocmeasc un plan de transport decost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x33) = 7x11+7x12+8x13+3x21+4x22+5x23+2x31+2x32+3x33,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:

    x11 +x12 +x13 = 170x21 +x22 +x23 = 280

    x31 +x32 +x33 = 150x11 +x21 +x31 = 120

    x12 +x22 +x32 = 230x13 +x23 +x33 = 250

    unde variabilele sunt pozitive: x11, x12, x13, x21, x22, x23, x31, x32, x33 0.Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[7 7 8 3 4 5 2 2 3];>> Aeq=[ 1 1 1 0 0 0 0 0 0;

    0 0 0 1 1 1 0 0 0;0 0 0 0 0 0 1 1 1;1 0 0 1 0 0 1 0 0;0 1 0 0 1 0 0 1 0;0 0 1 0 0 1 0 0 1];

    >> beq=[170 280 150 120 230 250];>> lb=zeros(9,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,[],[],Aeq,beq,lb)

    xmin =0.000080.644189.3559120.000079.577280.42280.000069.778780.2213

    fmin =2.7400e+003

  • Problema 2-2. (3 puncte)S se calculeze maximul funciei:

    f(x) = x4 3x3 + x2 1,pe intervalul [2, 3]. S se precizeze att valoarea maxim ct i valoarea argu-mentului n care funcia atinge aceast valoare maxim!

    Rezolvare.

    n editor se editeaz ie-rul fun0202.m

    function y = fun0202(x)y = -(-x^4-3*x^3+x^2-1);

    apoi se d comanda: >> [xmax, fval] = fminbnd(@fun0202,-2,3);>> xmaxxmax =

    -2.0000>> -fvalans =

    10.9996

  • Problema 2-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (0, 0,1), unde

    f(x, y, z) = cos(x2 2xy yz + 2z2 4z),cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x +y z 2x +2y +z 32x y 3z 4.S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar cu restricii liniare de tipinegalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0203.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0203(x)f=cos(x(1)^2-2*x(1)*x(2)-x(2)*x(3)

    +2*x(3)^2-4*x(3));

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[0 0 -1];>> A=[ 1 1 -1;

    -1 2 1;2 -1 -3];

    >> b=[2 3 4];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0203,x0,A,b)xmin =

    0.16250.87461.0106

    fmin =-1.0000

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL3CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 3-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2

    F1 5 6 40F2 7 8 60Necesar 20 80 100/100

    Dou fabrici F1 i F2 aprovizionea-z dou centre C1, C2 pltindu-setransportul pe tona de marf ast-fel: De la F1 la cele dou centre5 respectiv 6 Euro, iar de la F2 lacele dou centre 7 respectiv 8 Euro.La fabrica F1 se produce 40 de tone de marf, iar la F2 se produce 60 de tone.Centrele solicit 20 respectiv 80 de tone de marf. S se ntocmeasc un plande transport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x33) = 5x11 + 6x12 + 7x21 + 8x22,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 = 40

    x21 +x22 = 60x11 +x21 = 20

    x12 +x22 = 80

    unde toate variabilele sunt numere pozitive:

    x11, x12, x21, x22 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[5 6 7 8];>> Aeq=[ 1 1 0 0;

    0 0 1 1;1 0 1 0;0 1 0 1];

    >> beq=[40 60 20 80];>> lb=zeros(4,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,[],[],Aeq,beq,lb)Optimization terminated.

    xmin =

    3.554536.445516.445543.5545

    fmin =

    700

  • Problema 3-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n jurul lui (0, 0) unde

    f(x, y) = x2 + 2xy + 2y2 4x 3y,cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:{

    x2 +y 203x +2y 1{0 x 50 y 6.

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia atinge aceast valoare!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar cu restricii neliniare detip inegalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0302.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0302(x)f=x(1)^2+2*x(1)*x(2)+2*x(2)^2

    -4*x(1)-3*x(2);

    n editor se editeaz ie-rul con0302.m, al restrici-ilor neliniare:

    function [c ceq] = con0302( x )c =[x(1)^2+x(2)-20;

    -3*sqrt(x(1))-2*x(2)+1];ceq=[];

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[0 0];>> lb=[0 0];>> ub=[5 6];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0302,x0,[],[],

    [],[],lb,ub,@con0302)xmin =

    2.00000

    fmin =

    -4.0000

  • Problema 3-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei q, n vecintatea punctului (0, 0, 0), unde

    q(x, y, z) = x2 3xy yz + 2z2 4z,cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x +y z 2x +2y +z 32x y 3z 4.S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Avem o problem de programare ptratic cu restricii liniare detip inegalitate. Avem

    x2 3xy yz + 2z2 = 12(x y z

    ) 2 3 03 0 10 1 4

    xyz

    Prin urmare se dau comen-zile:

    >> H=[ 2 -3 0;-3 0 -1;0 -1 2];

    >> f=[0 0 -4];>> A=[ 1 1 -1;

    -1 2 1;2 -1 -3];

    >> b=[2 3 4];>> x0=[0 0 0];>> [xmin qmin]=quadprog(H,f,A,b,

    [],[],[],[],x0)xmin =

    2.83331.66672.5000

    qmin =

    -14.0556

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL4CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 4-1. (3 puncte)

    Depozitul Centrul DisponibilC1 C2

    D1 8 8 170D2 7 6 280D3 3 4 150Necesar 370 230 600/600

    Trei depozite D1, D2 i D3aprovizioneaz dou centreC1, C2 pltindu-se transportulpe tona de marf astfel: Dela D1 la cele dou centre 8respectiv 8 Euro, de la D2 lacele dou centre 7 respectiv 6Euro, iar de la D3 la cele dou centre 3 respectiv 4 Euro. La depozitul D1 sea 170 de tone de marf, la D2 280, iar la D3 se a 150 de tone. Centrelesolicit 170, 280 respectiv 150 de tone de marf. S se ntocmeasc un plan detransport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x32) = 8x11 + 8x12 + 7x21 + 6x22 + 3x31 + 4x32,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 = 170

    x21 +x22 = 280x31 +x32 = 150

    x11 +x21 +x31 = 370x12 +x22 +x32 = 230

    unde variabilele sunt pozitive: x11, x12, x21, x22, x31, x32, 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[8 8 7 6 3 4];>> Aeq=[ 1 1 0 0 0 0;

    0 0 1 1 0 0;0 0 0 0 1 1;1 0 1 0 1 0;0 1 0 1 0 1];

    >> beq=[170 280 150 370 230];>> lb=zeros(6,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,[],[],Aeq,beq,lb)Optimization terminated.

    xmin =

    170.00000.000050.0000230.0000150.00000.0000

    fmin =

    3.5400e+003

  • Problema 4-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (5, 0,1), unde

    f(x, y, z) = sin(x3 + 2xz) + cos(xy + y2).

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar fr restricii.

    Se editeaz ierulfun0402.m, funcia obiec-tiv (de optimizat)

    function f = fun0402(x)f=sin(x(1)^3 + 2*x(1)*x(3))

    + cos(x(1)*x(2) + x(2)^2);

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[5 0 -1];>> [xmin fmin]=fminunc(@fun0402,x0)xmin =

    6.00120.0000-0.8629

    fmin =

    -6.5059e-014

    Observaie. Eroare de Matlab. Minimul corect este 2. Acest fapt se vedeimediat dac lansm comanda cu x0 = (5, ,1).

  • Problema 4-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (0, 0, 0), unde

    f(x, y, z) = x+ y + z,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x2 +y2 +z2 100

    x +2y +z 32x y 3z 4.

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Avem o problem de optimizare cu restricii neliniare de tip inega-litate i cu restricii liniare de tip inegalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0403.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0403(x)f=x(1)+x(2)+x(3);

    n editor se editeaz ie-rul con0403.m, al restrici-ilor neliniare:

    function [c ceq] = con0403( x )c =[x(1)^2+x(2)^2+x(3)^2-100];ceq=[];

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[0 0 0];>> A=[-1 2 1;

    2 -1 -3];>> b=[3 4];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0403,x0,A,b,

    [],[],[],[],@con0403)

    xmin =

    -7.1878-5.4586-4.3057

    fmin =

    -16.9521

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL5CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 5-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2 C3

    F1 2 3 4 45F2 5 6 7 55Necesar 20 30 40 90/100

    Dou fabrici F1 i F2aprovizioneaz trei cen-tre C1, C2, C3 pltindu-setransportul pe tona demarf astfel: De la F1 lacele trei centre 2, 3 res-pectiv 4 Euro, iar de la F2 la cele trei centre 5, 6 respectiv 7 Euro. La fabricaF1 se produce 45 de tone de marf, iar la F2 se produce 55 de tone. Centrelesolicit doar 20, 30 respectiv 40 de tone de marf. S se ntocmeasc un plande transport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x23) = 2x11 + 3x12 + 4x13 + 5x21 + 6x22 + 7x23,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 +x13 45

    x21 +x22 +x23 55x11 +x21 = 20

    x12 +x22 = 30x13 +x23 = 40

    unde toate variabilele sunt numere pozitive:

    x11, x12, x13, x21, x22, x23 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[2 3 4 5 6 7];>> A =[ 1 1 1 0 0 0;

    0 0 0 1 1 1];>> b =[45 55];>> Aeq=[ 1 0 0 1 0 0;

    0 1 0 0 1 0;0 0 1 0 0 1];

    >> beq=[20 30 40];>> lb=zeros(6,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)Optimization terminated.

    xmin =

    9.131715.057020.811310.868314.943019.1887

    fmin =

    425.0000

  • Problema 5-2. (3 puncte)S se calculeze maximul funciei:

    f(x) = 1 x4

    x4 x2 + 1 ,

    pe intervalul [2, 3]. S se precizeze att valoarea maxim ct i valoarea argu-mentului n care funcia atinge aceast valoare maxim!

    Rezolvare.

    n editor se editeaz ie-rul fun0502.m

    function y = fun0502(x)y = -(1-x^4)/(x^4-x^2+1);

    apoi se d comanda: >> [xmin fval] = fminbnd(@fun0502,-2,3);

    xmin =

    -0.5176

    >> -fval

    ans =

    1.1547

  • Problema 5-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (0, 1, 1), unde

    f(x, y, z) = x+ 3y + 4z,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x2 +y2 +z2 100

    x +2y +z 32x +y +3z = 4.

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Avem o problem de optimizare cu restricii neliniare de tip inega-litate i cu restricii liniare de tip inegalitate i egalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0503.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0503(x)f=x(1)+3*x(2)+4*x(3);

    n editor se editeaz ie-rul con0503.m, al restrici-ilor neliniare:

    function [c ceq] = con0503( x )c =[x(1)^2+x(2)^2+x(3)^2-100];ceq=[];

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[0 1 1];>> A=[-1 2 1];>> b=[3];>> Aeq= [2 1 3];>> beq=[4];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0503,x0,A,b,

    Aeq,beq,[],[],@con0503)xmin =

    6.7082-7.3852-0.6770

    fmin =

    -18.1557

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL6CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 6-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2 C3

    F1 5 7 8 450F2 9 4 6 600Necesar 250 300 400 950/1050

    Dou fabrici F1 i F2aprovizioneaz treicentre C1, C2, C3pltindu-se transpor-tul pe tona de marfastfel: De la F1 la celetrei centre 5, 7 respectiv 8 Euro, iar de la F2 la cele trei centre 9, 4 respectiv 6Euro. La fabrica F1 se produce 450 de tone de marf, iar la F2 se produce 600de tone. Centrele solicit doar 250, 300 respectiv 400 de tone de marf. S sentocmeasc un plan de transport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x23) = 5x11 + 7x12 + 8x13 + 9x21 + 4x22 + 6x23,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 +x13 450

    x21 +x22 +x23 600x11 +x21 = 250

    x12 +x22 = 300x13 +x23 = 400

    unde toate variabilele sunt numere pozitive:

    x11, x12, x13, x21, x22, x23 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[5 7 8 9 4 6];>> A =[ 1 1 1 0 0 0;

    0 0 0 1 1 1];>> b =[450 600];>> Aeq=[ 1 0 0 1 0 0;

    0 1 0 0 1 0;0 0 1 0 0 1];

    >> beq=[250 300 400];>> lb=zeros(6,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)Optimization terminated.

    xmin =

    250.00000.0000

    100.00000.0000

    300.0000300.0000

    fmin =

    5.0500e+003

  • Problema 6-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (5, 5,1), unde

    f(x, y, z) = sin(x3 + 2xz) + cos(xy + y2).

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar fr restricii.

    Se editeaz ierulfun0602.m, funcia obiec-tiv (de optimizat)

    function f = fun0602(x)f=sin(x(1)^3+2*x(1)*x(3))

    + cos(x(1)*x(2)+x(2)^2);

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[-5 5 -1];>> [xmin fmin]=fminunc(@fun0602,x0)xmin =

    -4.88376.3645-0.8287

    fmin =

    -2.0000

  • Problema 6-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (0, 0,1), unde

    f(x, y, z) = x2 y3 + z4,cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:{

    2x2 + xy 5x3 + y z = 1

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar cu restricii neliniare detip inegalitate i egalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0603.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0603(x)f=x(1)^2 - x(2)^3 + x(3)^4;

    n editor se editeaz ie-rul con0603.m, al restrici-ilor neliniare:

    function [c ceq] = con0603( x )c =[2*x(1)^2 + x(1)*x(2)-5];ceq =[x(1)^3 + x(2) - x(3) - 1];

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[0 0 -1];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0603,x0,[],[],

    [],[],[],[],@con0603)xmin =

    0.00002.80861.8086

    fmin =

    -11.4552

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL7CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 7-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2

    F1 5 7 350F2 8 9 300F3 4 6 550Necesar 550 500 1050/1200

    Trei fabrici F1, F2 i F3 apro-vizioneaz dou centre C1, C2pltindu-se transportul pe tonade marf astfel: De la F1 la celedou centre 5 respectiv 7 Euro,de la F2 la cele dou centre 8respectiv 9 Euro, iar de la F3 lacele dou centre 4 respectiv 6 Euro. La fabrica F1 se produce 350 de tone demarf, la F2 se produce 300 de tone de marf, iar la F3 se produce 550 de tone.Centrele solicit doar 550 respectiv 500 de tone de marf. S se ntocmeasc unplan de transport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x32) = 5x11 + 7x12 + 8x21 + 9x22 + 4x31 + 6x32,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 350

    x21 +x22 300x31 +x32 550

    x11 +x21 +x31 = 550x12 +x22 +x32 = 500

    unde variabilele sunt pozitive: x11, x12, x21, x22, x31, x32, 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[5 7 8 9 4 6];>> A =[ 1 1 0 0 0 0;

    0 0 1 1 0 0;0 0 0 0 1 1];

    >> b =[350 300 550];>> Aeq=[ 1 0 1 0 1 0;

    0 1 0 1 0 1];>> beq=[550 500];>> lb=zeros(6,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)Optimization terminated.

    xmin =

    206.2053143.79470.0000

    150.0000343.7947206.2053

    fmin =

    6.0000e+003

  • Problema 7-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (2, 2, 2), unde

    f(x, y, z) = cos(x4 + 2yz) + cos(xy + y2).

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar fr restricii.

    Se editeaz ierulfun0702.m, funcia obiec-tiv (de optimizat)

    function f = fun0702(x)f=cos(x(1)^4 + 2*x(2)*x(3))

    + cos(x(1)*x(2) + x(2)^2);

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[2 2 2];>> [xmin fmin]=fminunc(@fun0702,x0)xmin =

    1.60352.37121.9183

    fmin =

    -2.0000

  • Problema 7-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (0, 0, 0), unde

    f(x, y, z) = 3x+ 2y + z,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x4 +y2 +2z2 100

    x +2y +z 32x y 3z 4.

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Avem o problem de optimizare cu restricii neliniare de tip inega-litate i cu restricii liniare de tip inegalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0703.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0703(x)f=3*x(1)+2*x(2)+x(3);

    n editor se editeaz ie-rul con0703.m, al restrici-ilor neliniare:

    function [c ceq] = con0703( x )c =[x(1)^4+x(2)^2+2*x(3)^2-100];ceq=[];

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[0 0 0];>> A=[-1 2 1;

    2 -1 -3];>> b=[3 4];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0703,x0,A,b,

    [],[],[],[],@con0703)xmin =

    -2.1541-8.85460.1821

    fmin =

    -23.9893

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL8CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 8-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2 C3

    F1 5 7 8 450F2 9 4 6 600F3 7 6 7 550Necesar 350 300 500 1150/1600

    Trei fabrici F1, F2i F3 aprovizioneaztrei centre C1, C2, C3pltindu-se transpor-tul pe tona de marfastfel: De la F1 lacele trei centre 5, 7respectiv 8 Euro, de la F2 la cele trei centre 9, 4 respectiv 6 Euro, iar de laF3 la cele trei centre 7, 6 respectiv 7 Euro. La fabrica F1 se produce 450 de tonede marf, la fabrica F2 se produce 600 de tone de marf, iar la F3 se produce550 de tone. Centrele solicit doar 350, 300 respectiv 500 de tone de marf. Sse ntocmeasc un plan de transport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x33) = 5x11+7x12+8x13+9x21+4x22+6x23+7x31+6x32+7x33,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:

    x11 +x12 +x13 450x21 +x22 +x23 600

    x31 +x32 +x33 550x11 +x21 +x31 = 350

    x12 +x22 +x32 = 300x13 +x23 +x33 = 500

    unde variabilele sunt pozitive: x11, x12, x13, x21, x22, x23, x31, x32, x33 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[5 7 8 9 4 6 7 6 7];>> A =[ 1 1 1 0 0 0 0 0 0;

    0 0 0 1 1 1 0 0 0;0 0 0 0 0 0 1 1 1];

    >> b =[450 600 550];>> Aeq=[ 1 0 0 1 0 0 1 0 0;

    0 1 0 0 1 0 0 1 0;0 0 1 0 0 1 0 0 1];

    >> beq=[350 300 500];>> lb=zeros(9,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)xmin =350.00000.00000.00000.0000

    300.0000300.00000.00000.0000

    200.0000fmin =6.1500e+003

  • Problema 8-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei:

    f(x) = x4 2x2 + x 15,pe intervalul [3, 2]. S se precizeze att valoarea minim ct i valoarea argu-mentului n care funcia atinge aceast valoare minim!

    Rezolvare.

    n editor se editeaz ie-rul fun0802.m

    function y = fun0802(x)y = x^4-2*x^2+x-15;

    apoi se d comanda: >> [xmin fmin] = fminbnd(@fun0802,-3,2)xmin =

    -1.1072fmin =-17.0562

  • Problema 8-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (1, 1, 0), unde

    f(x, y, z) = sin(x2 2xy yz + 2z2 4z),cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x +y z = 2x +2y +z 32x y 3z 4.S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar cu restricii liniare de tipinegalitate i egalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0803.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0803(x)f=sin(x(1)^2-2*x(1)*x(2)-x(2)*x(3)

    +2*x(3)^2-4*x(3));

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[ 1 1 0];>> A=[-1 2 1;

    2 -1 -3];>> b=[3 4];>> Aeq=[ 1 1 -1];>> beq=[2];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0803,x0,A,b,

    Aeq,beq)xmin =

    1.06631.03650.1028

    fmin =-1.0000

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL9CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 9-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2

    F1 5 7 450F2 8 6 300Necesar 250 300 550/750

    Dou fabrici F1 i F2 apro-vizioneaz dou centre C1, C2pltindu-se transportul pe tonade marf astfel: De la F1 la celedou centre 5 respectiv 7 Euro,iar de la F2 la cele dou centre8 respectiv 6 Euro. La fabrica F1 se produce 450 de tone de marf, iar la F2 seproduce 300 de tone. Centrele solicit doar 250 respectiv 300 de tone de marf.S se ntocmeasc un plan de transport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x22) = 5x11 + 7x12 + 8x21 + 6x22,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 450

    x21 +x22 300x11 +x21 = 250

    x12 +x22 = 300

    unde toate variabilele sunt numere pozitive:

    x11, x12, x21, x22 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[5 7 8 6];>> A =[ 1 1 0 0;

    0 0 1 1];>> b =[450 300];>> Aeq=[ 1 0 1 0;

    0 1 0 1];>> beq=[250 300];>> lb=zeros(4,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)Optimization terminated.

    xmin =

    250.00000.00000.0000

    300.0000

    fmin =

    3.0500e+003

  • Problema 9-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (2, 5,1), unde

    f(x, y, z) = sin(x3 2xz) + cos(xy y2).S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar fr restricii.

    Se editeaz ierulfun0902.m, funcia obiec-tiv (de optimizat)

    function f = fun0902(x)f=sin(x(1)^3 - 2*x(2)*x(3))

    + cos(x(1)*x(2) - x(2)^2);

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[2 5 -1];>> [xmin fmin]=fminunc(@fun0902,x0)

    xmin =

    1.94365.0525-0.9833

    fmin =

    -2.0000

  • Problema 9-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (1, 0, 2), unde

    f(x, y, z) = cos(x2 + 2xy + 2yz + 2z2),

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x +y z 2x +2y +z = 12x y 3z = 4.S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar cu restricii liniare de tipinegalitate i egalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun0903.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun0903(x)f=cos(x(1)^2 + 2*x(1)*x(2) + 2*x(2)*x(3)

    + 2*x(3)^2);

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[ 1 0 2];>> A=[ 1 1 -1];>> b=[2];>> Aeq=[-1 2 1;

    2 -1 -3];>> beq=[1 -4];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0803,x0,A,b,

    Aeq,beq)

    xmin =

    -0.1719-0.23441.2969

    fmin =

    -1.0000

  • PROBLEME REZOLVATE pt OPTIMIZARE SETUL10CATEDRA DE ING. EL. AUT+ISE 3, CALC 4

    Problema 10-1. (3 puncte)

    Fabrica Centrul DisponibilC1 C2

    F1 3 3 450F2 5 7 400Necesar 400 300 700/850

    Dou fabrici F1 i F2 apro-vizioneaz dou centre C1, C2pltindu-se transportul pe tonade marf astfel: De la F1 la celedou centre 3 respectiv 3 Euro,iar de la F2 la cele dou centre5 respectiv 7 Euro. La fabrica F1 se produce 450 de tone de marf, iar la F2 seproduce 400 de tone. Centrele solicit doar 400 respectiv 300 de tone de marf.S se ntocmeasc un plan de transport de cost minim.

    Rezolvare. Este o problema de optimizare a transportului. Avem nevoie deminimul funciei f , unde

    f(x11, x12, . . . , x22) = 3x11 + 3x12 + 5x21 + 7x22,

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor:x11 +x12 450

    x21 +x22 400x11 +x21 = 400

    x12 +x22 = 300

    unde toate variabilele sunt numere pozitive:

    x11, x12, x21, x22 0.

    Prin urmare se dau comen-zile Matlab:

    >> f=[3 3 5 7];>> A =[ 1 1 0 0;

    0 0 1 1];>> b =[450 400];>> Aeq=[ 1 0 1 0;

    0 1 0 1];>> beq=[400 300];>> lb=zeros(4,1);>> [xmin fmin]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)Optimization terminated.

    xmin =

    150.0000300.0000250.00000.0000

    fmin =

    2.6000e+003

  • Problema 10-2. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (5, 0,1), unde

    f(x, y, z) = sin(x3 + 2xz) + cos(xy + y2).

    S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar fr restricii.

    Se editeaz ierulfun1002.m, funcia obiec-tiv (de optimizat)

    function f = fun1002(x)f=sin(x(1)^3 + 2*x(1)*x(3))

    + cos(x(1)*x(2) + x(2)^2);

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[5 0 -1];>> [xmin fmin]=fminunc(@fun1002,x0)

    xmin =

    6.00120.0000-0.8629

    fmin =

    -6.5059e-014

    Observaie. Eroare de Matlab. Minimul corect este 2. Acest fapt se vedeimediat dac lansm comanda cu x0 = (5, ,1).

  • Problema 10-3. (3 puncte)S se calculeze minimul funciei f , n vecintatea punctului (2, 1, 0), unde

    f(x, y, z) = cos(x+ yz + 2z2 + z),

    cu urmtoarele restricii asupra variabilelor: x +y z = 3x +2y +z 32x y 3z = 3.S se precizeze att aceast valoare minim ct i valoarea argumentelor n carefuncia f atinge valoare sa minim!

    Rezolvare. Este o problem de optimizare neliniar cu restricii liniare de tipinegalitate i egalitate.

    n editor se editeaz i-erul fun1003.m, funciaobiectiv (de optimizat)

    function f = fun1003(x)f=cos(x(1) + x(2)*x(3) + 2*x(3)^2 + x(3));

    Apoi se dau comenzile: >> x0=[2 1 0];>> A=[ -1 2 1];>> b=[3];>> Aeq=[1 1 -1;

    2 -1 -3];>> beq=[3 3];>> [xmin fmin]=fmincon(@fun0803,x0,A,b,

    Aeq,beq)

    xmin =

    2.13330.96670.1000

    fmin =

    -0.0500


Recommended