Задачи на условный экстремум. Теорема Куна-Теккера.
Пояснения к рис. 22.1.
Границы допустимой области составлены из отрезков линий:
Если решение лежит внутри допустимой области → ограничение в форме неравенств неактивны, тогда решение задачи можно свести к более простому случаю с ограничениями в форме неравенств поэтому особый интерес представляют решения находящиеся на границе данной области и особенно в угловых точках, где активны два ограничения в форме неравенств. Пусть это будут <0 и
<0 – это условие когда max R в угловой точке, т. к. через нее проходит линия
= 0. Построим в точке С градиенты всех функций. Градиент перпендикулярен касательной к точке и указывает направление наибольшего возрастания функций. Пусть в точке С функция R(х) достигает условного максимума, т.к.
показывает направление наибольшего возрастания R, то он должен образовывать тупой угол с направлением L к касательной
= 0 в точке С.
и L должны лежать по разные стороны от линии, по которой направлен
и по одну сторону с
и
. Проведем биссектрису угла образованную
и
, т.к.
,
и
лежат по одну сторону от линии R. В этом направлении точка С до пересечения L и α обозначим через вектор V.
(*1)
(*2)
больше 0,
больше 0
(*4)
Аналогичный результат б. получен, если активно т. 1 ограничение , т.е.точка С пренадлежит линии
.
Теорема. Условия (*3), (*4) справедливы и для задачи (1)-(3) т.е. м. сформулировать теорему Куна-Таккера. Если функция целевая при наличии ограничений типа равенств и неравенств достигает условного экстремума в некоторой точке С, к. пренадлежит допустимой области, то существуют такие положительные числа
,
,…
и
, из которых хотя бы 1 отлично от 0, такие числа,
что
и для
выполняется следующия соотношения:
(*5)
(*6)
Поэтому принято больше 0.
Вывод теоремы был сделан для случая max , т о
,
все остальное остается в силе
матрицы от руки пиши
Система (**5) дополняется условиями (*6). Нужно решить систему (*%) и найти экстримум. (*5),(*6) – необходимые условия существования экстримума при ограничении типа равенств и неравенств.