Tải bản đầy đủ (.pdf) (57 trang)

Bài toán tối ưu với hàm thuần nhất dương

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (852.88 KB, 57 trang )


đại học Thái Nguyên
Tr-ờng đại học khoa học
-------------

0

-------------




Nguyễn Xuân Huy



Bài toán tối -u
với hàm thuần nhất d-ơng





Luận văn thạc sĩ toán học










Thái Nguyên - 2009
www.VNMATH.com
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn

đại học Thái Nguyên
Tr-ờng đại học khoa học
-------------

0

-------------


Nguyễn Xuân Huy




Bài toán tối -u
với hàm thuần nhất d-ơng


Chuyên ngành: Toán ứng dụng
Mã số: 60.46.36


Luận văn thạc sĩ toán học



Ng-ời h-ớng dẫn khoa học
GS-TS Trần Vũ Thiệu






Thái Nguyên - 2009
www.VNMATH.com
Å Ð
Ä Ò Ù º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ¾
½ ÆÒ Ò Ø Ú ò Ø Ð 
½º½ ÌÔ Ò Úñ ØÔ Ð º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º 
½º¾ ÀñÑ Ð º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ½
¾ ô ñ ØÓôÒ Ø Ù ½
¾º½ ô ô ÒÑ  òÒ º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ½
¾º¾ ñ ØÓôÒ Ø Ù Ò ÖñÒ Ù º º º º º º º º º º º º º º º º º º ¾¿
¾º¿ ñ ØÓôÒ Ø Ù  ÖñÒ Ù º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ¾
¿ ñ ØÓôÒ Ø Ù Ú ñÑ ØÙÒ ÒØ Ò ¿¾
¿º½ ÀñÑ ØÙÒ ÒØ º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ¿¾
¿º¾ ñ ØÓôÒ Ø Ù Ú ñÑ ØÙÒ ÒØ Ò º º º º º º º º º º º º º ¿
¿º¿ ô Ø ÕÙò  ÒÙ Ò º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ¿
¿º Ì Ù ØÓñÒ  º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º 
ÃØ ÐÙÒ º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ¿
Ìñ ÐÙ ØÑ òÓ º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º 
½
www.VNMATH.com


ủẹ ỉ ỉề ềỉ ề ề ề ũề éủ ủẹ ỉề ềỉà ệỉ ếề
ỉ ủ í ễ ỉệểề ề ề ềá ỉ ỉệểề ềề ề ỉ
ẹ ủẹ ỉíề ỉềá ủẹ á ủẹ ểạểéìá ụ ủẹ ỉ ỉề
ềỉ éủ ụ ủẹ ỉề ềỉ ề ủẹ ỉề ềỉ é ủề
ệỉ ềá ẹ ề ỉề ỉể ề ẹỉ ỉ é ứề ừềá ủẹ ỉề
ềỉ ẳá ụ ề ỉí ỉể ề ẹỉ ỉ é ỉ ụ ỉệ ủẹ ề
ỉí ủẹ ỉề ềỉ ẵá ỉề ễ ễ à ẹ ề ỉ
ụ ỉệ ủẹ ề ỉề ễ ễ à ỉ ỉệề ếề ỉệề ủẹ
ỉề ềỉ éủ ụ ừể ủẹ ệề ẹỉ ủẹ ỉề ềỉ ề éủ ẹỉ ủẹ
ỉề ềỉ ủ ụ ủẹ ỉề ềỉ ỉ ề ế ụ ừể ủẹ ệề
ề ề é éệà
ỉủ éề ề ễ ỉ éễ ủ ỉểụề ỉ ụ ủẹ ỉề ềỉ ềá
ề éủ ủẹ ẹ ỉ ủ ụ ủẹ ệủề ủ ỉểụề éủ ụ ủẹ ỉề
ềỉ ỉ ụ ềà ẫ ểừ ỉíề ỉề ủ ế ểừ éủ
ềề ỉệề ễ ệề éễ ủ ỉểụề ềủí ẻ ỉẹ ủ ỉểụề ỉ
ụ ủẹ ỉề ềỉ ề éủ ểủề ỉểủề ề ỉỉ ủ á ễ ỉ ì
ề ụ ủ ỉểụềá ễề ễụễ ỉ ễ ỉíề ủ ẹ ệề ễừẹ ề
ề ề
ỉ éề ề éủ ỉẹ ủ ỉệề ủí ẹỉ ì ỉ ếũ ũề éề
ếề ỉ ủ ỉểụề ỉ ụ ủẹ ỉề ềỉ ề ụ ề ễ ỉệểề
éề ề ỉệề ủí ẹỉ ụ ỉ ẹỉ ỉểụề á ẹỉ ì ụ ềẹ
ủ ì ề ề ỉệểề éề ề ẹ ỉể ủ ề ẹề ểừ
ặ ề éề ề ỉủề ề
ề ẵ óặề ề ỉ ũ ỉ éọ ỉ ỳề ỉỳỉ ẹỉ ì ề
ỉ ũềá ề ỉỉ ũ ỉ é ề ụ ụ ềẹ ỉễ ề ủ ể
ềá ỉễ é ủ ể éá ềề é ủ ỉễ é ềá ề ụ ụ ềẹ ềá
ừềá ề ỉễ é ề ủ ụ ụ ềẹ ủẹ éá ủẹ é ỉ ề

www.VNMATH.com
ẹỉ ì ỉề ỉ ũề ề ặ ề ỉệề ủí ỉệểề ề ềủí ì

ề ề ề ìá ềề ụ ủ ỉểụề ỉ ễ ỉíề ề ề
ủ ủ ỉểụề ỉ ủẹ ỉề ềỉ ề ề ệề
ề ắ óụ ủ ỉểụề ỉ ọ ỉệề ủí ỳề ỉỳỉ ụ ụ ềẹ ủ ỉ ếũ
ủ ỉểụề ỉ ễ ỉíềá ễề ỉ ỉ ễề ủ ỉ ỉểủề á ỉ
ề ệủề ủ ỉ ệủề á ụ ề ề ủ ề
ỉ á ỉ éủ ề è ể ỉ ệủề
ụ ụ ềẹ ềề ỉễ ĩá ụ ềẹ ề ếíá ủẹ ệề ủ ềề ỉ
ệề ề ỉ ặ ú ệ ẹề ểừ ể
ụ ụ ềẹ ủ ỉ ếũ ỉệề ủí
ề óủ ỉểụề ỉ ủẹ ỉề ềỉ ềọ ễ ỉ éễ ủ
ỉểụề ỉ ễ ỉíề ụ ủẹ ỉề ềỉ ề ủ ỉểụề ĩỉ ỉ
ề ừỉ ề ẹỉ ủ ỉểụề ó
min-max
ọ ề ũềá ó
max
ọ éủ ủ ỉểụề ỉíề
ỉề ỉề ỉề ẹỉ ệủề í ềỉ è ề ụ ề ừỉ ẹ
ể ế ểừ ỉíề ỉề ủ ế ểừ ỉểủề ễề ệủề ỉíề ỉề ẻ
ềề ũ ỉỉ ềỉ ềá ỉ ệ ủ ỉểụề ỉ ề é ỉề
ề ủ ỉểụề ỉ é
ể ỉ ề ừề ềề éề ề ềủí ẹ ề éừ ỉẹ ỉủ
éá ìỳễ ĩễ ủ ỉệề ủí ụ ỉ ếũ ềề ú ỉể ỉ ệ
èệểề ếụ ỉệề ỉ éề ề ề ề ỉệểề ĩ é ề ũề ỳ ỳề ề
ỉệụề ềề ì ìỉ ềỉ ề èụ ũ éề ề ệỉ ẹểề ềề
ì ễ ụ ỉí ủ ụ ừề ề ềễ éề ề ểủề ỉề

ặề ễ ềủíá ỉụ ũ ĩề ủí ỉ éề ỉ ề ì ìỳ ề ỉí ề ề
ậạèậ èệề ẻ è ú ỉề ỉề ễ ỉệểề ìỉ ếụ ỉệề éủẹ éề ề
èụ ũ ĩề ề ỉủề ũẹ ề ụ ỉíá ẻề ề ề ỉề ỉềá
ẻề èểụề ủ ặá ể ề ề ỉề ỉềá ể èểụề ủ ẩề ủể

ỉừể ì ừ ỉệề ừ ể ạ ừ èụ ặíề ú ỉề ỉề
ũề ừí ủ ỉừể ẹ ề ỉề é ể ỉụ ũ ỉệểề ếụ ỉệề ỉễ ỉừ
ỉệề

www.VNMATH.com
Ìô ò Ò ÜÒ Ò ØñÒ òÑ Ò Ò ÐóÒ õÓ Ë ôÓ  Úñ ñÓ ØõÓ
ÉÙòÒ ÆÒ¸ Ò ôÑ Ù Úñ ô ØÝ  ôÓ ÌÖÒ ÌÀÈÌ ÀÓñÒ ÉÙ
Îظ Ò Øô ò Ò Øô ó ØõÓ ÒÒ Ù Ò ØÙÒ Ð ÒØ  Øô ò ÓñÒ
ØñÒ ÒÑ Ú  ØÔº
Ìô ò Ò ÜÒ ñÝ Ø × ÕÙ ÑÒ Úñ ÐÒ Ø Ò ×Ù ×ú Ø  Ñ¸ 
Ò Úñ Ò ØÒ ó ÐÙÒ ÙÝÒ ¸ Ò ÚÒ Øô ò ØÖÓÒ ×ÙØ ÕÙô ØÖÒ
 Ó  Úñ ÚØ ÐÙÒ ÚÒ Òñݺ
Àñ Æ¸ ØôÒ »¾¼¼
Ìô ò

www.VNMATH.com
ề ẵ
ặề ề ỉ ũ ỉ é
ề ềủí ềỳ éừ ỳề ỉỳỉ ẹỉ ì ề ỉ ũềá ề ỉỉ ũ ỉ é
ỉễ éá ủẹ é ủ ụ ỉề ỉà ễ ể ỉẹ ủ ềề ụ ủ
ỉểụề ỉ ặ ề ỉệề ủí ề ềủí í ỉệề ụ ỉủ é ẵá

ẵẵ èễ ề ủ ỉễ é
ẵẵẵ èễ ề

x
1
á
x
2

éủ ẹ ỉệểề
R
n
ề ỉứề ế
x
1
á
x
2
éủ ỉễ ụ ẹ
x = x
1
+ (1 )x
2
= x
2
+ (x
1
x
2
)
á
R
èễ
M R
n
éủ ỉễ ề ề
M
ề ũ ề ỉứề ế
ẹ ỉ ỉ

M
á ỉ éủ
x
1
, x
2
M
á
R x
1
+ (1 )x
2
M

ặ ụ ụá
M
éủ ỉễ ề ề ề ỉ ễ ỉíề ỉề ẹ ỉ

M
ỉề ụ ì ữề
1
è ẹỉ ẹ
x R
ừề
x =
k

i=1

i

x
i


1
,
2
,ããã ,
k
R

k

i=1

i
= 1

www.VNMATH.com
éủ ỉ ễ ề ụ ẹ

1
,
2
,ããã ,
k
R
n

M R

n
éủ ẹỉ ỉễ
ề ủ
x
0
M
ỉ ỉễ
L = M x
0
=

x x
0
| x M

éủ ẹỉ ề ề
ểềá ỉ éủ ề
a, b L
ỉ ẹ ẹ
c = a + àb

, à R
ề ỉ
L

L
ề ễễ ề ủ ễễ ềề ềà ẻ íá ẹỉ ỉễ ề ỉ

M = x
0

+ L =

x
0
+ v | v L

á
ỉệểề
x
0
M

L
éủ ề ề ểề ề ề ểề
L
ỉề ề
ỉễ ề
M
ề ễ ỉ ủể ụ ề
x
0
á ỉ
x
0
éủ ẹ ỉ ỉ
M
ề ềá ề ề ểề
L
ềủí ĩụ ề í ềỉ è
L

éủ ề ề
ểề ìểề ìểề
M
è ềíề ẹềìểềà í ề éủ ì ỉễ

M
éủ ỉ ềíề ề ề ểề ìểề ìểề ề
ể ề ề ééà ẹỉ ỉễ
E R
n
éủ ể ỉỉ ũ ụ ỉễ ề

E
éủ ỉễ ề ề ềỉ
E
á éủ
a E

ẻ ẵẵ èễ ềẹ
M
ễề ỉệề ỉíề ỉề
Ax = b
á ỉệểề
A
éủ ẹ ỉệề ễ
m ì n
ủ ỉ
b R
m
á éủ ẹỉ ỉễ ề èỉ íá

x
1
, x
2
M
á
R
á ỉ
A

x
1
+ (1 )x
2

= Ax
1
+ (1 )Ax
2
= b + (1 )b = b
x
1
+ (1 )x
2
M
ẻ ẵắ ể ề ỉễ
E =

x R
3

| 0 x
1
1, 0 x
2
1, x
3
= 0

éủ ẹỉ ễứề ề ề
E
á ỉ
a E =

x R
3
| x
3
= 0


ẵẵắ ậ ủ ẹ ỉệểề ỉề
ậ í ỉ ềíềà ẹỉ ỉễ
M R
n
éủ ì ể ề
ềá éủ
dim M
ể ỉễ
M R
n


dim M < n
ỉ ẹ
a M
éủ ẹ ỉệểề ỉề ệéỉ ềỉệểệ ễểềỉà
M
ề ỉề ỉừ ề

B(a, )
ìể ể

B(a, ) a M

M

ẩề ỉệểề ỉề ỉễ
M
á éủ
ri M
á éủ ỉễ ỉỉ ũ ụ ẹ
ỉệểề ỉề
M
ỉ ỉễ
M R
n
éủ ỉ ềíề í

dim M = n
ỉí ệữề ỉễ
M

ễề ỉệểề ụ ệề
int M =
à
ủ ề ỉ ềíề í

www.VNMATH.com
ẻ ẵ ể
E =

x R
3
| 0 x
1
1, 0 x
2
1, x
3
= 0

á ỉ
int E =
á
ri E =

x R
3
| 0 < x
1
< 1, 0 < x
2

< 1, x
3
= 0

á ủ
dim E = 2

ẵẵ èễ é ủ ẹ ề
ể ẹ
x
1
, x
2
R
n
èễ ỉỉ ũ ụ ẹ ừề
x = x
1
+ (1 )x
2
= x
2
+ (x
1
x
2
)
á
0 1
á

éủ ểừề ỉứề ề
x
1
á
x
2
á éủ

x
1
, x
2


èễ
M R
n
éủ ỉễ é ểềĩ ìỉà ề ề ề ểừề ỉứề
ề ẹ ỉ ỉ ềá ỉ éủ
x
1
, x
2
M
á
0 1

x
1
+ (1 )x

2
M

à
à
à à
ề ẵẵ àá à ạ èễ é àá à ạ èễ ề é
è ề ề ỉí ệữề ể ẹỉ ỉ ụ ỉễ é éủ ỉễ é èí
ềề ễ ụ ỉễ é ỳ éủ ỉễ é
è ẹ
x R
n
ừề
x =
k

i=1

i
x
i


1
,
2
,ããã ,
k
0


k

i=1

i
= 1
éủ ỉ ễ é ụ ẹ
x
1
, x
2
,ããã , x
k
R
n


i
0

i = 1, 2,ããã , k
ỉ ỉ ề
x
éủ ỉ ễ é ỉ
x
1
, x
2
,ããã , x
k

R
n

ề ẵẵ ỉ ỉễ
M R
n
éủ é ủ ề ỉỉ ũ ụ ỉ ễ
é ềề ễề ỉ ỉ ề

www.VNMATH.com
ề ẵắ
à ặ
M R
n
éủ ỉễ é ủ ì ỉ
R
n

M = {y | y = x, x M}
ề éủ ỉễ é
à ặ
M
1
, M
2
R
n
éủ ỉễ é ỉ
M
1

+ M
2
=

x | x = x
1
+ x
2
, x
1
M
1
, x
2
M
2

ề éủ ỉễ é
ể é ểềĩ ééà ỉễ
E R
n
éủ ể ỉỉ ũ ụ ỉễ é
E
ủ éủ
conv E
éủ ỉễ é ề ềỉ
E


convE

convE
ề ẵắ ẻ ể é
ề ẵ ể é ỉễ
E R
n
ỉỉ ũ ụ ỉ ễ é ụ ễề
ỉ ỉ
E

ể ỉễ é
M R
n
ỉ ẹ
x M
éủ ẹ ề ĩỉệẹ
ễểềỉà
M

x
ề ỉ ề ừề ỉ ễ é ỉ
ẹ ễề ỉ ỉ ềủể
M
á ỉ éủ
y, z M, y = z
ìể ể
x = y + (1 )z, 0 < < 1

èể ề ềá ẹỉ ẹ ề ề ỉ éủ ẹ ỉệểề ỉễ é ẻ
í ỉỉ ũ ụ ẹ ề éủ ụ ẹ ề ặ ỉễ ễ ề
ề ỉ ề ề ẹ ề

ề ẵ ỉ ỉễ é ề ụ ệề
M R
n
ẹ ề ủ
ề ề ề ẹỉ ề ỉứề ềủể

www.VNMATH.com
à
à
ề ẵ à ạ ề ề ẹ ề
à ạ ề ỉệề ì ẹ ề
ỉ ỉệề ệỉ ếề ỉệề ỉễ é ề ủ ề éủ
ề é ẵẵ ệềạ éẹềà ỉ ỉễ é ềá ề ỉệểề
R
n
éủ ể é
ụ ẹ ề ề
ẵẵ ậ ễứềá ề ề ề

a R
n
\ {0}

R
èễ
H := {x R
n
| < a, x > = }
éủ ẹỉ ì ễứề íễệễéềà éủ ẹỉ ỉễ ề ì ữề
n 1

è ỉ
a
éủ ỉ ễụễ ỉíề ì ễứề ềủí ụ ỉễ
x
0
x
a
< a, x >=
ề ẵ ậ ễứề ỉệểề
R
2
{x R
n
|< a, x > }

{x R
n
|< a, x > }
à

a R
n
\ {0}

R
n
éủ ề ề ề ề ủ ỉễ
{x R
n
|< a, x > < }


{x R
n
|< a, x > > }
à
éủ ề ề ề ẹ ĩụ ề ì ễứề
{x R
n
| < a, x > = }
ể ỉễ
M R
n
á ỉ
a R
n
\{0}
ủ ì ỉ
R
è ì ễứề
H := {x R
n
| < a, x > = }

www.VNMATH.com
éủ ì ễứề ỉ ìễễểệỉề íễệễéềà
M
ỉừ
x
0
M


x
0
H

M
ềữẹ ề ỉệểề ề ề ề ề ĩụ ề
H
á ỉ éủ
< a, x
0
>=

< a, x > , x M

M
a
x
0
ề ẵ ậ ễứề ỉ
M
ỉừ
x
0
ề é ẵắ ẫ ẹ ẹ ề
x
0
ỉễ é
M R
n

ỉề ỉừ ỉ ềỉ ẹỉ
ì ễứề ỉ
M
ỉừ
x
0

ề é ẵ ỉ ỉễ é ề ụ ệề
M R
n
éủ ể ụ ề
ề ề ỉ ề
ẵẵ ặề ủ ềề é
èễ
M R
n
éủ ềề ểềà ề
x M, 0 x M
ỉ ềề éề ẹ
0 R
n
èễ
M R
n
éủ ềề é ề
M
éủ ềề éủ éá ề éủ ỉ
x
1
, x

2
M


1
,
2
0


1
x
1
+
2
x
2
M

0
0
ề ẵ à ạ ặề é
à ạ ặề ề é
ẻ ẵ ụ ỉễ ì í éủ ụ ềề é ề ỉừ
0
ỉệểề
R
n

ẵẳ

www.VNMATH.com
R
n
+
:= {x = (x
1
, x
2
,ããã , x
n
) : x
i
0, i = 1, 2,ããã , n}
ểệỉềỉ ề
ẹà
R
n
++
:= {x = (x
1
, x
2
,ããã , x
n
) : x
i
> 0, i = 1, 2,ããã , n}
ểệỉềỉ ềà
ề ẵ èễ
M R

n
éủ ềề é ủ ề ỉỉ ũ ụ ỉ ễ
ỉíề ỉề ề ẹ ụ ễề ỉ ề
ể ỉễ
k

v
1
, v
2
,ããã , v
k
R
n
èễ
cone

v
1
, v
2
,ããã , v
n

:=

v R
n
| v =
k


i=1

i
v
i
,
i
0, i = 1,ããã , k

R
n
éủ ềề ìề ỉễ

v
1
, v
2
,ããã , v
k

ẻ ỉ
v
h


v
1
, v
2

,ããã , v
k

éủ ề ỉỉ í ềểề ììềỉéà ề
cone

v
1
,ããã , v
h1
, v
h+1
,ããã , v
k

= cone

v
1
, v
2
,ããã , v
k


0 0
v
1
v
2

v
3
v
1
v
2
v
3
à
à
ề ẵ à ạ ẻ ỉ
v
2
éủ ề ỉỉ í
à ạ ể ỉ
v
2
ể ỉ
v
3
éủ ề ỉỉ í
ẵẵ ẩề é ĩá ễề ề
ể ỉễ é ụ ệề
D R
n
ẻ ỉ
d = 0
éủ ễề é ĩ
ệììểề ệỉểềà
D


{x + d | 0} D

x D

ề ề ỉứề ìểề ìểề ẹỉ ễề é ĩ
d
ĩỉ ễụỉ ỉ ẹỉ
ẹ ỉ
D
ềữẹ ề ỉệểề
D
ấ ệủề ệữề ỉễ
D
ề ề

D
ẹỉ ễề é ĩ
èễ ỉỉ ũ ụ ễề é ĩ ỉễ é
D R
n
ề ỉ
0
ỉừể ỉủề
ẹỉ ềề é ặề é éủ ềề é ĩ ỉễ
D
ủ éủ
rec D

ẵẵ

www.VNMATH.com
è ề ễề
d
1

d
2
ụ ỉ ìỉềỉà ề
d
1
= d
2

> 0

ẩề é ĩ
d
ỉễ
D
éủ ễề ề ĩỉệẹ ệỉểềà

D
ề ề ỉề ỉừ ụ ễề é ĩ ụ ỉ
d
1

d
2

D

ìể ể
d =
1
d
1
+
2
d
2


1
,
2
> 0

ẵẵ ụ ề é ỉụ ỉễ é
í éủ ềề ề é ũề ềỉ ũ ỉ éá éủ ề
é ỉíỉ ỉ
ể ỉễ
C, D R
n
ủ ì ễứề
H := {x R
n
| < a, x > = }

a R
n
\ {0}


R
è ề ì ễứề
H
ỉụ ỉễ
C

D

< a, x > < a, y > x C, y D
ủ ì ễứề
H
ỉụ ứề í ỉụ ỉà ỉễ
C, D

< a, x > < < < a, y > x C, y D
ề é ẵ ề é ỉụ à ặ ỉễ é
C, D R
n
ề ệề ủ ệ
ề ỉ ẹỉ ì ễứề ỉụ ề
ề é ẵ ề é ỉụ à ặ ỉễ é ề
C, D R
n
ề ệềá ệ
ề ủ ỉ ềỉ ẹỉ ỉệểề ỉễ í éủ ểẹễ ỉ ẹỉ ì ễứề ỉụ ứề

ếũ ẵẵ ệìà ể ỉ
a R
n

ủ ẹ ỉệề
A

m ì n

á
< a, x > 0

x
ỉểũ ẹúề
Ax 0

y R
n
, y 0
ìể ể
a = A
T
y

ệì ệỉ ề ề ề ẻ ẹỉ ề á ềủí ệ ệữề
ềề
K = {x R
n
| Ax 0}
ềữẹ ứề ỉệểề ề ề ề
{x R
n
|< a, x > 0}
ủ ỉ ễụễ ỉíề ì ễứề

{x R
n
|< a, x > = 0}
ềữẹ ỉệểề ềề ìề ụ ủề ẹ ỉệề
A

ẵẵ èễ é ề
èễ é ề
P R
n
éủ ể ẹỉ ì ừề ề ề ề ề
ặ ụ ụá ề éủ ỉễ ềẹ ẹỉ ừề ụ ỉ ứề ỉ ỉíề
ẵắ
www.VNMATH.com
ỉề
< a
i
, x > b
i
, i = 1, 2,ããã , m.
ẵẵà
ỉ ứề ỉ ỉệểề
(1.1)
éủ ẹỉ ệủề ấủề
k {i = 1, 2,ããã , m}
éủ ẹỉ ệủề ỉ ề

x |< a
i
, x > b

i
, i = 1, 2,ããã , m

=

x |< a
i
, x > b
i
, i {1, 2,ããã , m} \ {k}

è
A
éủ ẹ ỉệề ễ
mìn

a
i
= (a
1
, a
2
,ããã , a
n
), i = 1, 2,ããã , n
á

b = (b
1
, b

2
,ããã , b
m
)
T

x = (x
1
, x
2
,ããã , x
n
)
T

(1.1)

ừề ẹ ỉệề ề ì
Ax b
ẻ ẹỉ ễề ỉệề ỉíề ỉề ỉ ề ỉề ề ỉ
ễề ỉệề ỉíề ỉề ềề ỉễ ềẹ ễề ỉệề ủ ỉ ễề
ỉệề ỉíề ỉề



< a
i
, x > = b
i
, i = 1, 2,ããã , m

1
< a
i
, x > b
i
, i = m
1
+ 1,ããã , m
ề éủ ẹỉ ỉễ é ề
ỉí ệữề ỉễ é ề éủ ẹỉ ỉễ éá ề ỉ ỉễ é ề ề
éủ ề é í ỉỳỉ éủ ề
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
ề ẵ ề ềủí éủ ể ề ề ề
ể ỉễ é ề
D
ĩụ ề
(1.1)
ặ ẹ
x
0
D

ỉểũ ẹúề
< a
i
, x
0
>= b
i
á ỉ ỉ ề ẹ
x
0
ỉểũ ẹúề ỉ ệủề
i
èễ

www.VNMATH.com
I(x
0
) :=

i {1, 2,ããã , m} < a
i
, x
0
>= b
i

éủ ỉễ ễ ụ ì ụ ệủề ỉểũ ẹúề ỉ ỉừ
x
0
D


ẹ ề ỉễ é ề
D
éủ ẹỉ ề
D
èễ
ểề é
F =
éủ ẹỉ ề
D

F
ẹỉ ẹ ỉệểề ỉề
ẹỉ ểừề ỉứề ềủể ỉ
D

F
ề ũ ểừề ỉứề á
ề éủ
y D, z D, x = y + (1 )z F

0 < < 1 y F, z F
ẵắ ủẹ é
ẵắẵ ề ề ủẹ é ủ ủẹ é ỉ
ủẹ
f
éủ ủẹ é ểềĩ ềỉểềà ĩụ ề ỉệề ỉễ é
D R
n
ề ỉ

x
1
, x
2
D
ủ ỉ ì ỉ
[0, 1]

f

x
1
+ (1 )x
2

f (x
1
) + (1 )f(x
2
)

è
f
éủ ủẹ é ỉ ìỉệỉéí ểềĩ ềỉểềà ỉệề ỉễ é
D

f

x
1

+ (1 )x
2

< f(x
1
) + (1 )f(x
2
)


x
1
, x
2
D, x
1
= x
2
ủ ỉ ì ỉ
(0, 1)
ề ĩụ ề
ủẹ
f
éủ
dom f = {x D | f(x) < +}
ễệễ ỉệề ỉà ủẹ é
f
éủ ỉễ ễ
epi(f) := {(x, ) D ì R | x D, f(x)}


ủẹ é
f : D R{+}
ỉ ẹ ệề ỉủề ủẹ é ỉệề ỉểủề
ề ề
R
n
ữề ụ ỉ
f(x) = +, x / dom f
ẻ í ề ũềá
ỉ ỉề ĩỉ
f
éủ ủẹ é ỉệề
R
n

ề ẵ
à ủẹ
f
ĩụ ề ỉệề ỉễ é ụ ệề
D R
n
éủ ủẹ é ủ
epi(f)
éủ ỉễ é
à ủẹ
g
ĩụ ề ỉệề ỉễ é ụ ệề
D R
n
éủ ủẹ éẹ ủ

ỉễ íễểệễ ỉà ề éủ ỉễ éá ỉệểề

www.VNMATH.com
hypo(g) := {(x, α) ∈ D × R | x ∈ D, α ≤ g(x)}
º
´µ
´µ
ÀÒ ½ºº ´µ ¹ ÔÖÔ  ÑØ ñÑ Ð
´µ ¹ ÀÝÔÓÖÔ  ÑØ ñÑ ÐÑ
½º¾º¾º ô ÔÔ ØÓôÒ Ú ñÑ Ð
Ó ñÑ Ð
f
1
Üô Ò ØÖÒ ØÔ Ð
D
1
⊆ R
n
¸ ñÑ Ð
f
2
Üô Ò ØÖÒ ØÔ
Ð
D
2
⊆ R
n
Úñ × Ø
λ > 0
º ô ÔÔ ØÓôÒ

λf
1
¸
f
1
+ f
2
¸
max{f
1
, f
2
}

Ò Ò Ò ×Ù
(λf
1
)(x) := λf
1
(x), ∀x ∈ D
1
(f
1
+ f
2
)(x) := f
1
(x) + f
2
(x), ∀x ∈ D

1
∩ D
2
max{f
1
, f
2
}(x) := max{f
1
(x), f
2
(x)}, ∀x ∈ D
1
∩ D
2
º
ÅÒ  ½ºº Ó ñÑ
f
1
Ðñ Ð ØÖÒ
D
1
¸
f
2
Ð ØÖÒ
D
2
Úñ  × Ø
α > 0, β > 0

º Ã ¸ ô ñÑ
αf
1
+ βf
2
Úñ
max{f
1
, f
2
}
Ðñ Ð ØÖÒ
D
1
∩ D
2
º
½º¾º¿º ÌÒ ÐÒ Ø Úñ õÓ ñÑ ØÓ Ò  ñÑ Ð
Ó ñÑ Ð
f
Üô Ò ØÖÒ ØÔ Ð Ñ
D ⊆ R
n
º Ì 
Ò Ð ½ºº ÆÙ
f
Ðñ ñÑ Ð Üô Ò ØÖÒ ØÔ Ð Ñ
D ⊆ R
n
Ø

f
ÐÒ Ø
ØÖÒ
D
º
Ò Ð ½ºº ÆÙ
f : D −→ R
Ðñ ÑØ ñÑ Ð Üô Ò ØÖÒ ØÔ Ð
D ⊆ R
n
Ø Ò  õÓ ñÑ ØÓ Ñ Ò
d ∈ R \ {0}
Øõ Ñ Ñ
x
0
∈ dom f
Úñ
f

(x
0
, d) ≤ f(x
0
+ d) − f(x
0
)
À ÕÙò ½º¾º ÆÙ
f
Ðñ ñÑ Ð ò Ú Üô Ò ØÖÒ ØÔ Ð Ñ
D

Ø
f
 õÓ
ñÑ ØÓ Ñ Ò
d ∈ R \{0}
Øõ Ñ Ñ
x
0
∈ dom f
Úñ
< ▽f(x
0
), d >= f

(x
0
, d) ≤ f(x
0
+ d) − f(x
0
)
½
www.VNMATH.com
½º¾ºº ÌÙ ÙÒ ÒÒ Ø ñÑ Ð ò Ú
Ò Ð ½ºº Ó
f
Ðñ ñÑ ò Ú ØÖÒ ØÔ Ð Ñ
D ⊆ R
n
º Ã  ñÑ

f
Ðñ
ñÑ Ð ØÖÒ
D
 Úñ  
f(y) − f(x) ≥ < ▽f(x), y − x >, ∀x, y ∈ D
Ì ó Ø Ú ñÑ ÑØ Ò
f
Üô Ò ØÖÒ ÓòÒ Ñ
D = (a, b) ⊆ R
Ø
f
Ðñ ñÑ Ð ØÖÒ
D
 Úñ  
f
′′
(x) ≥ 0,∀x ∈ D
Ò Ð ½ºº Ó
f
Ðñ ñÑ ò Ú  ÐÒ ØÖÒ ØÔ Ð Ñ
D ⊆ R
n
º Ã 
f
Ðñ ñÑ Ð ØÖÒ
D
 Úñ   Ñ ØÖÒ À××

2

f(x)
Ðñ Ò Üô Ò Ò
ØÖÒ
D
¸ Ø Ú
∀x ∈ D
Ø
y
T

2
f(x)y ≥ 0, ∀y ∈ R
n
ÀñÑ
f
Ðñ ñÑ Ð Ø ØÖÒ
D
ÒÙ

2
f(x)
Üô Ò Ò ØÖÒ
D
¸ Ø Ú
Ñ
x ∈ D
¸ Ø
y
T


2
f(x)y > 0, ∀y ∈ R
n
\ {0}.
À ÕÙò ½º¿º Ó ñÑ ØÓñÒ ÔÒ
f(x) =
1
2
< x, Qx > + < c, x > + α
¸
ØÖÓÒ 
Q
Ðñ Ñ ØÖÒ ÚÙÒ  ÜÒ Ô
n
¸
c ∈ R
n
Úñ
α ∈ R
º Ã ¸
f
Ðñ
ñÑ Ð ØÖÒ
R
n
ÒÙ
Q
Ðñ Ñ ØÖÒ Ò Üô Ò Ò ´
f
Ðñ ñÑ Ð Ø ØÖÒ

R
n
ÒÙ
Q
Ðñ Ñ ØÖÒ Üô Ò Òµº
Î  ½ºº Ó
f(x
1
, x
2
) = 2x
2
1
+ 3x
1
x
2
+ 4x
2
2
º Ì 
▽f(x) =


4x
1
3x
2
3x
1

8x
2



2
f(x) =


4 3
3 8


Î Ñ ØÖÒ À×××

2
f(x)
Üô Ò Ò ÒÒ ñÑ
f
ó Ó Ðñ ñÑ Ð
Ø ØÖÒ
R
2
º
½
www.VNMATH.com
ÌÑ Ðõ¸ Ò ÒñÝ ó Òú Ðõ ô ô ÒÑ Ú ØÔ Ð ´ØÔ Ò Úñ Ó
Ò¸ ØÔ Ð Úñ Ó Ð¸ ÒÒ Ð Úñ ØÔ Ð  Ò¸ Ò Ú ô ô ÒÑ
Ò¸ õÒ¸ Ò  ØÔ Ð  Òµ Úñ ô ô ÒÑ Ú ñÑ Ð¸ ñÑ Ð Ø
Ò ÑØ × ØÒ Ø  òÒ  Òº Æ ÙÒ ØÖÒ ñÝ ØÖÓÒ Ò ×

Ò Ò  ô Ò ×Ù¸  ÒÒ Ù ô ñ ØÓôÒ Ô ØÙÝÒ Ò ÙÒ Úñ
ñ ØÓôÒ Ø Ù Ú ñÑ ØÙÒ ÒØ Ò Ò ÖÒº
½
www.VNMATH.com
ề ắ
ụ ủ ỉểụề ỉ
ề ềủí ễ ỉ ụ ủ ỉểụề ỉ ễ ỉíềá ể ẹ ỉ ễề
ủ ỉ ỉểủề á ỉ ề ệủề ủ ỉ ệủề ẻ ẹ éểừ
ủ ỉểụề ĩỉ ề ụ ề ề ủ ỉ ặ ề ề
í ỉệề ụ ỉủ é ẵá ắ ủ
ắẵ ụ ụ ềẹ ũề
ỉ ủ ỉểụề ỉ ỉề ếụỉ ễụỉ ề ì
min f(x)

x D (P
1
)

max f(x)

x D (P
2
)
ỉệểề
D R
n
éủ ỉễ ềẹ ễ ềề í ỉễ ệủề ủ
f : D R
éủ ủẹ ẹ ỉ ẹ
x D

éủ ẹỉ ềẹ ễ
ềề í ẹỉ ễề ụề ễ ềề ỉ ỉỳỉ éủ ẹỉ ễề
ụềà

x

D
ẹủ
< f(x

) f(x), x D
éủ ềẹ ỉ ềẹ ỉà ể ềẹ ỉ ỉểủề
ềẹ ỉ ỉểủề ạ éểé ẹềẹịệàá ể ề ũề éủ ềẹ

www.VNMATH.com
 ñ ØÓôÒ
(P
1
)
º Æ Ø Ò  ÑØ ÒÑ Ø Ù Ðñ ÑØ ÔÒ ôÒ Ø
Ù Ý Ð ò  ñ ØÓôÒ ó Óº Ñ
x

∈ D
  Ðñ ÒÑ  ØÙ
ØÓñÒ  Ø ´×ØÖØÐÝ ÐÓÐ ÑÒÑÞÖµ ÒÙ
f(x

) < f(x), ∀x ∈ D
Úñ

x = x

ÃÒ Ôò ñ ØÓôÒ
(P
1
)
ÒñÓ Ò  ÒÑ  ØÙ ØÓñÒ  Úñ ÒÙ ñ
ØÓôÒ  ÒÑ  ØÙ ØÓñÒ  Ø  ú  ÒÑ ØÓñÒ  غ
ÆÑ  ØÙ ÆÑ  ØÙ
ØÓñÒ  Ø
ØÓñÒ  Ò Ø
ÃÒ  ÒÑ
 ØÙ ØÓñÒ 
ÀÒ ¾º½º
ô ØÖ Ø Ù ´Ý ô ØÖ  ØÙµ  ñ ØÓôÒ
(P
1
)
  Ù Ðñ
min
x∈D
f(x)
Ó
min{f(x) | x ∈ D}
ÆÙ ñ ØÓôÒ
(P
1
)
 ÒÑ Ø Ù Ðñ
x


Ø
f(x

) = min{f(x) | x ∈ D}
Ì  Ù
Agrmin{f(x) | x ∈ D}
  ØÔ ÒÑ Ø Ù  ñ ØÓôÒ
(P
1
)
º ÆÙ
x

Ðñ ÑØ ÒÑ Ø Ù  ñ ØÓôÒ Ø  Ø ÚØ
x

= agrmin{f(x) | x ∈ D}
Ý
x

∈ Agrmin{f(x) | x ∈ D}
º
Ñ
x

∈ D
  Ðñ ÒÑ Ø Ù  ÔÒ Ó ÒÑ  ØÙ
 ÔÒ  ñ ØÓôÒ
(P

1
)
ÒÙ ØÒ Øõ ÑØ
ǫ
¹ ÐÒ Ò
B(x

, ǫ)
 Ñ
x

∈ D
×Ó Ó
f(x

) ≤ f(x), ∀x ∈ B(x

, ǫ) ∩ D
Ñ
x

∈ D
  Ðñ ÒÑ Ø Ù  ÔÒ Ø Ó ÒÑ 
ØÙ  ÔÒ Ø  ñ ØÓôÒ
(P
1
)
ÒÙ ØÒ Øõ ÑØ
ǫ
¹ ÐÒ Ò

B(x

, ǫ)

Ñ
x

∈ D
×Ó Ó
f(x

) < f(x), ∀x ∈ B(x

, ǫ)∩ D
Úñ
x = x

½
www.VNMATH.com
ề ắ ặẹ ỉ
ỉểủề ỉ
ề ềẹ
ỉ ỉểủề
ặẹ ỉ
ỉểủề ề ỉ
ặ ỉ ề ỉề ễụỉ ủ ỉểụề
(P
1
)
ừề

min{f(x) | x D}

min
xD
f(x)

f(x) min

x D
èề ỉá ủ ỉểụề
(P
2
)
ề ỉề ễụỉ ừề
max{f(x) | x D}

max
xD
f(x)

f(x) max

x D
ụ ụ ềẹ ỉề ỉ ề ề ề ể ủ ỉểụề
(P
2
)
ỉá ề
ỉề ỉừ ẹỉ


ạ éề ề
B(x

, )

x

D
ìể ể
f(x

) f(x), x B(x

, ) D

x

D
éủ ềẹ ỉ ễề ể ềẹ ừ
ễề ủ ỉểụề
(P
2
)
ặ ỉề ỉừ ẹỉ

ạ éề ề
B(x

, )


x

D
ìể ể
f(x

) > f(x), x B(x

, ) D

x = x


x

éủ ềẹ ỉ ễề ỉ ể ềẹ ừ
ễề ỉ ủ ỉểụề
(P
2
)


x

D
ỉểũ ẹúề
f(x

) f(x), x D
éủ ềẹ ỉ

ể ềẹ ỉ ỉểủề ể ềẹ ừ ỉểủề éểé ẹĩẹịệà
ể ề ũề éủ ềẹ ủ ỉểụề
(P
2
)


x

D
ỉểũ ẹúề
f(x

) > f(x), x D

x = x

ỉ ỉ
x

éủ
ềẹ ỉ ỉểủề ỉ ìỉệỉéí éểé ẹĩẹịệà ủ ỉểụề
(P
2
)

ỉệ ỉ í ụ ỉệ ừà ủ ỉểụề
(P
2
)

éủ
ắẳ
www.VNMATH.com
max
xD
f(x)

max{f(x) | x D}
èề ỉ ề ủ ỉểụề
(P
1
)
á ỉ
Agrmax{f(x) | x D}
éủ
ỉễ ềẹ ỉ ủ ỉểụề
P
2

x

éủ ẹỉ ềẹ ỉ ủ ỉểụề ỉ
ỉ ỉ
x

= agrmax{f(x) | x D}

x

Agrmax{f(x) | x D}


ặề ĩỉ ắẵ
à ủ ỉểụề
(P
1
)
ỉề ề ủ ỉểụề
max f(x)

x D
ỉể ề ỉễ ềẹ ỉ ủ ỉểụề ềủí ỉệề ề ủ ụ ỉệ ỉ
ề ỉ ề á ỉ
min{f(x) | x D} = max{f (x) | x D}.
ẻ íá ề ũẹ ỉề ỉề ếụỉá ỉ ề ĩỉ ủ ỉểụề
(P
1
)
ể ủ ỉểụề
(P
2
)

à ặ
D = R
n
ỉ ỉ ề
(P
1
)
éủ ủ ỉểụề ỉ ề ệủề ặ

éừá ề
D R
n
ỉ ỉ ề
(P
1
)
éủ ủ ỉểụề ỉ ệủề èệểề ụ ủ
ỉểụề ỉ ệủề á ỉễ
D
ỉề ĩụ ề
D = {x R
n
| g
i
(x) 0, i = 1, 2,ããã , m},
ắẵà
ỉệểề á
g
i
(x), i = 1, 2,ããã , m
éủ ụ ủẹ ỉ ĩụ ề ỉệề ỉễ
A D
ỉề ỉề
A = R
n
à è
g
i
(x), i = 1, 2,ããã , m

éủ ụ ủẹ ệủề

g
i
(x) 0, (i = 1, 2,ããã , m)
éủ ẹỉ ệủề ủ
ỉểụề ẻ ệủề
g
i
(x) 0 g
i
(x) 0

g
i
(x) =



g
i
(x) 0
g
i
(x) 0
ềề ệ ệủề ề
(2.1)
ể ẹ ỉ ụ éểừ ệủề
ặề ĩỉ ắắ ặẹ ỉ ỉểủề ề éủ ềẹ ỉ ễề ềề
ề éừ ỳ ề èí ềềá ề

D
éủ ỉễ é ủ
f(x)
éủ ủẹ é
ỉ ềẹ ỉ ễề ủ ỉểụề
(P
1
)
ề éủ ềẹ ỉ ỉểủề
ắẵ
www.VNMATH.com
ủ ỉểụề ỉá ỉ
ề ắẵ ể ủẹ é
f : R
n
R
ủ ỉễ é ụ ệề
D R
n
ỉ ủ
ỉểụề ỉ
min{f(x) | x D}

à ặ
x

éủ ềẹ ỉ ễề ủ ỉểụề ỉ
x

ề éủ ềẹ

ỉ ỉểủề
à ặ
x

éủ ềẹ ỉ ễề ỉ ể
f
éủ ủẹ é ỉ ỉ
x

ề éủ ềẹ ỉ ỉểủề í ềỉ ủ ỉểụề
ặề ĩỉ ắ ặ ủ ỉểụề
(P
1
)
ề ềẹ ỉ ỉ ụ ỉệ ỉ
ủ ỉểụề ềủíá éủ
inf f(D)
á éủ ề éề ềỉ í ụ ỉệ ềẹẹà
ủẹ
f
ỉệề
D
ũ ì
t
0
= inf f(D)

t
0
R {}

á
f(x) t
0
, x D

{x
k
} D
ìể ể
lim
k
f(x
k
) = t
0
èề ỉá ề ủ ỉểụề
(P
2
)
ề ềẹ ỉ ỉ ụ ỉệ ỉ
ủ ỉểụề ềủíá éủ
sup f(D)
á éủ ề ỉệề ề ềỉ í ụ ỉệ ìễệẹẹà
ủẹ
f
ỉệề
D

t


= sup f (D)

t

R {+}
á
f(x) t

, x D

{x
k
} D
ìể ể
lim
k
f(x
k
) = t

ẻ ắẵ ể
f(x) = cosx
á
x D = R
á ủ ỉểụề
(P
1
)
ỉề ề
ì ềẹ ỉ ỉểủề ủ

Argmin{cos(x) | x D} = {x = (2k + 1), k = 0,1,2,ããã}
ủ ụ ỉệ ỉ
éủ
min{cos(x) | x R} = 1
Argmax{cos(x) | x D} = {x = 2k, k = 0,1,2,ããã}
ủ ụ ỉệ ỉ
éủ
max{cos(x) | x R} = 1

ẻ ắắ ể
f(x) = x
1

D =

x R
2
| x
1
2
+ x
2
2
4, x
1
2
1

ủẹ
f

ềẹ ỉ ỉểủề í ềỉ ỉệề
D
éủ
x = (2, 0)
T
ủ ì ềẹ
ỉ ễềá éủ ũ ểừề ỉứề ề
x = (1,

3)
T

x = (1,

3)
T

ụ ỉệ ỉ ủ ỉểụề
(P
1
)
ỉề ề éủ
min
xD
f(x) = 2

èề ỉá
x = (2, 0)
T
éủ ềẹ ừ ỉểủề í ềỉ ủ ỉểụề

(P
2
)
ắắ
www.VNMATH.com
ØÒ Ò¸ ØØ ò ÒÒ Ñ Ò÷Ñ ØÖÓÒ ÓõÒ ØøÒ Ò
x = (−1,

3)
T
Úñ
x = (−1,−

3)
T
Ù Ðñ ÒÑ  õ  ÔÒ Úñ ô ØÖ Ø Ù  ñ
ØÓôÒ
(P
2
)
ØÒ Ò Ðñ
max
x∈D
f(x) = 2
º
−2
O
2
x
1

x
2
ÀÒ ¾º¿
¾º¾ ñ ØÓôÒ Ø Ù Ò ÖñÒ Ù
ñ ØÓôÒ Ø Ù Ô ØÙÝÒ Ò ÖñÒ Ù  ÔôØ Ù Ò ×Ù
min f(x)
Ú
x ∈ R
n
(P
krb
)
ØÖÓÒ 
f : R
n
→ R
Ðñ ÑØ ñÑ Ô ØÙÝÒº
Ò Ð ¾º½º ´Ù Ò Ø Ù  Òص Ó ñÑ
f
Üô Ò¸ ò Ú ÐÒ Ø
ØÖÒ
R
n
º ÆÙ
x

∈ R
n
Ðñ ÒÑ  ØÙ  ÔÒ  ñ ØÓôÒ
(P

krb
)
Ø
▽f(x

) = 0
º
À ÕÙò ¾º½º ò ×
f
Ðñ ñÑ Ð ò Ú ØÖÒ
R
n
º Ã 
x

∈ R
n
Ðñ ÒÑ 
ØÙ ØÓñÒ   ñ ØÓôÒ
(P
krb
)
 Úñ  
▽f(x

) = 0
º
Ò Ð ¾º¾º ´Ù Ò Ø Ù  µ ò × ñÑ
f
 ÐÒ ò Ú ÐÒ Ø

ØÖÒ
R
n
º Ã 
µ ÆÙ
x

∈ R
n
Ðñ Ñ  ØÙ  ÔÒ 
f
ØÖÒ
R
n
Ø
▽f(x

) = 0
Úñ

2
f(x

)
Ò Üô Ò Ò
µ Æ Ðõ¸ ÒÙ
¾¿
www.VNMATH.com

×