grupp: 14 namn1: Jonas Hermansson namn2: Gustav Pettersson ************************************************************ Jonas Hermansson 790115-5932 Gustav Pettersson 790727-8977 Uppgift 1 a BL: startpunkt (10,10) 9 iterationer startpunkt (-5,-5) 9 iterationer startpunkt (-2,-3) 10 iterationer Newton ger i alla punkter 1 iteration I samtliga fall konvergerar losningen mot punkten (-2.25,-3.06) b: Vi har en global minpunkt. inses latt geonm att se pa ekvationen och plotten. c: Newtons metod bygger pa taylorutveckling till grad 2. Denna loses exakt och da vi har en kvadratisk funktion kravs endast ett steg. Hessianen konstant. Uppgift 2 a) BL: konvergarar mot (1.01,1.03) men nar ej avbrottskriteriet pa 200 iterationer Newton(steg 1): konvergerar mot (1,1) med 3 iterationer newtons modifierade: konvergerar mot (1,1) med 6 iterationer newton(marquardt): konvergerar mot (1,1) med 6 iterationer b) Funktionen ar inte konvex. Inses av figuren da en linje dragen mellan tva punkter kan hamna under funktionsvardet. Vi kan alltsa inte garantera ett globalt optimum. c) starpunkt tex (-2,3) Newtons metoder konvergerar med mycket farre iterationer an BL. Newton(steg 1) tar minst iterationer, 6st. De andra tva likvardiga med 13 st. Uppgift 3 a) Newtons(steg 1) fungerar inte for att Hessianen ar noll. BL och LM konvergerar med 3 iterationer. b) vi hittar en min punkt. Finns aven en max men den hittar vi ej ty soker endast min. DEL 2 uppgift 1 a) X=fmincon('upg1f',[0 0],[],[],[],[],[-Inf -Inf],[Inf Inf],'upg1g') ger x1=0.6250 x2=1.250 det ger att vart maxvarde ar -(-1.5625) b) vi har skrivit om problemet som ett min probelm med <= bivillkor KKT: 1. Primal tillatenhet, OK ty g(xi)=-0.86 resp 0 <=0 2. Komplementaritet lambda1=0 lambda2 godt. 3. Dual tillatenhet. finns det lambda >=0 sa att x ar stationar punkt? Ja det finns det, lambda2=0.25 KKT villkoren ar uppfyllda Konvex? Hessianen till f(x) har tva egenvarden som bada ar 3. Alltsa ar den positivt definit, dvs vi har en konvex funktion. Egenvarden till hessianen for g1 ar 0 och 2, dvs g1 konkav funktion. Hessianen for g2 ar nollmatrisen, dvs g2 konkav. Detta innebar att mangden {x|g(x)<=0} ar konvex. Alltsa! Konvex funktion pa konvex mangd och KKT uppfyllda, vi kan garantera ett globalt optimum. uppgift 2 Vi undersokte problemet i MatLab:s Optimization Tolbox och anvande punkterna (0,0), (1,1), (-1,-1), (3.7,0), (10,10), (-10,10), (10,-10) och (-10,-10). (0,0) gav ingen mojlig losning; (1,1) och (10,10) gav optimala punkten (3.4,1,2); (-1,1), (-10,10), (10,-10) och (-10,-10) gav den optimala losningen (-3,-2); och (3.7,0) gav punkten (3.6056,0). Av dessa ar punkten (-3,-2) den basta, da den ger vardet -3. Vi kan genom att studera forsta bivillkoret konstatera att det minsta x1 vardet som ar mojligt for detta ar -3. x2 blir da -2 och dessa varden kan sedan sattas in i bivillkor 2. Detta stammer och vi har alltsa ett globalt min. Uppgift 3 1. problem 2: IPA ger optimal punkt (2.3,2.1), EPA ger (4.6,4.6) problem 3: IPA ger optimal punkt (2,2) EPA ger (-3.5,3.5) 2. Metoderna konvergerar mot globalt optimum forutom for IPA pa problem 3 som konvergerar mot en sadelpunkt. 3. problem 1: globalt min och globalt max finns. problem 2: globalt max, globalt min och lokala optima finns. problem 3: globalt min, globalt max och sadelpunkt finns.