Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Metody optimalizace

Typ studia doktorské
Jazyk výuky čeština
Kód 470-6503/01
Zkratka MO
Název předmětu česky Metody optimalizace
Název předmětu anglicky Methods of Optimization
Kreditů 10
Garantující katedra Katedra aplikované matematiky
Garant předmětu prof. RNDr. Zdeněk Dostál, DSc.

Osnova předmětu

Přednášky:
Úvod do variačního počtu. Lineární prostory, funkcionály a jejich diferenciály (Fréchet, Gateaux). Základy variačního počtu, Eulerova rovnice, diferenciály integrálních funkcionálů. Řešení klasických úloh variačního počtu.
Minimalizace bez omezení. Jednorozměrná minimalizace unimodulárních funkcí. Podmínky minima, metody Newtonova typu a jejich modifikace. Gradientní metody, metoda sdružených gradientů.
Minimalizace s omezením. Karush-Kuhn-Tuckerovy podmínky optimality. Význam Lagrangeových multiplikátorů. Penalizační a bariérové metody pro minimalizaci s omezením. Metoda přípustných směrů (SLP), metoda aktivních množin. Metoda sdružených gradientů pro řešení úloh s jednoduchým omezením.
Dualita. Dualita v konvexním programování. Sedlové body, Uzawův algoritmus a rozšířené Lagrangiány.
Lineární programování. Úloha lineárního programování a její interpretace. Konvexní množiny popsané lineárními nerovnostmi, jejich konvexní hranice a extrémní směry. Řešení úloh lineárního programování, simplexová metoda.
Další optimalizační úlohy a software. Základní pojmy nehladké optimalizace, subgradienty, podmínky minima. Globální optimalizace, metoda simplexů, "tunelování", genetické algoritmy, simulované žíhání, řízené náhodné prohledávání. Software.

Povinná literatura

O. Došlý, Základy konvexní analýzy a optimalizace. Masarykova universita, Brno 2005.
V. M. Alexejev a j.: Matematická teorie optimálních procesů, Academia, Praha 1992 (překlad z ruštiny).
R. Fletcher: Practical Methods of Optimization, John Wiley & sons, Chichester 1997.

Doporučená literatura

D. P. Bertsekas, Nonlinear Programming, Athena Scientific, Belmont 1999.
Z. Dostal, Optimal Quadratic Programming Algorithms: With Applications to Variational Inequalities Springer, New York 2009.
I. Griva, S. G. Nash, A. Sofer, Linear and Nonlinear Optimization, Second Edition, SIAM , Philadelphia 2008.
D. T. Pham and D. Karaboga, Intelligent Optimization Techniques, Springer, London 2000.