㈠ 非线性0-1整数规划模型是啥 简单的描述下
,就是决策变量只取0或者1的规划,比如让一些制造商来生产一批零件问题,要这个制作商就为1,不要就为0。
就是决策类似于这种问题的规划模型。
㈡ 常见的非线性回归模型有哪几种
1、简非线性模型
非线性回归模型在经济学研究中有着广泛的应用。有一些非线性回归模型可以通过直接代换或间接代换转化为线性回归模型,但也有一些非线性回归模型却无法通过代换转化为线性回归模型。
2、可化为线性回归的曲线回归
在实际问题当中,有许多回归模型的被解释变量y与解释变量×之间的关系都不就是线性的,其中一些回归模型通过对自变量或因变量的函数变换,可以转化为常见非线性回归模型线性关系,利用线性回归求解未知参数,并作回归诊断。
3、多项式回归
多项式回归模型就是一种重要的曲线回归模型,这种模型通常容易转化为一般的多元线性回归来做处理。
4、非线性模型
在非线性回归中,平方与分解式SST=SSR+SSE不在成立,类似于线性回归中的复决定系数,定义非线性回归的相关指数:R/2=1-SSE/SST
(2)非线性规划的数学模型是什么扩展阅读
在许多实际问题中,回归函数往往是较复杂的非线性函数。非线性函数的求解一般可分为将非线性变换成线性和不能变换成线性两大类。
回归分析中,又依据描述自变量与因变量之间因果关系的函数表达式是线性的还是非线性的,分为线性回归分析和非线性回归分析。通常线性回归分析法是最基本的分析方法,遇到非线性回归问题可以借助数学手段化为线性回归问题处理。
㈢ 非线性规划的深入解析
例1(投资决策问题)某企业有n个项目可供选择投资,并且至少要对其中一个项目投资。已知该企业拥有总资金A元,投资于第i个项目需花资金ai元,并预计可收益bi元。试选择最佳投资方案。
解:设投资决策变量为
则投资总额为∑aixi,投资总收益为∑bixi。因为该公司至少要对一个项目投资,并且总的投资金额不能超过总资金 ,故有限制条件
另外,由于 xi只取值0或1,所以还有
最佳投资方案应是投资额最小而总收益最大的方案,所以这个最佳投资决策问题归结为总资金以及决策变量(取0或1)的限制条件下,极大化总收益和总投资之比。因此,其数学模型为:
上面例题是在一组等式或不等式的约束下,求一个函数的最大值(或最小值)问题,其中目标函数或约束条件中至少有一个非线性函数,这类问题称之为非线性规划问题,简记为(NP)。可概括为一般形式
(NP)
其中x=[x1 ... xn]称为模型(NP)的决策变量,f称为目标函数,gi和hj 称为约束函数。另外,gi(x)=0称为等式约束,hj(x)<=0称为不等式约束。 对于一个实际问题,在把它归结成非线性规划问题时,一般要注意如下几点:
(i)确定供选方案:首先要收集同问题有关的资料和数据,在全面熟悉问题的基础上,确认什么是问题的可供选择的方案,并用一组变量来表示它们。
(ii)提出追求目标:经过资料分析,根据实际需要和可能,提出要追求极小化或极大化的目标。并且,运用各种科学和技术原理,把它表示成数学关系式。
(iii)给出价值标准:在提出要追求的目标之后,要确立所考虑目标的“好”或“坏”的价值标准,并用某种数量形式来描述它。
(iv)寻求限制条件:由于所追求的目标一般都要在一定的条件下取得极小化或极大化效果,因此还需要寻找出问题的所有限制条件,这些条件通常用变量之间的一些不等式或等式来表示。 对实际规划问题作定量分析,必须建立数学模型。建立数学模型首先要选定适当的目标变量和决策变量,并建立起目标变量与决策变量之间的函数关系,称之为目标函数。然后将各种限制条件加以抽象,得出决策变量应满足的一些等式或不等式,称之为约束条件。非线性规划问题的一般数学模型可表述为求未知量x1,x2,…,xn,使满足约束条件:
gi(x1,…,xn)≥0i=1,…,m
hj(x1,…,xn)=0j=1,…,p
并使目标函数f(x1,…,xn)达到最小值(或最大值)。其中f,诸gi和诸hj都是定义在n维向量空间Rn的某子集D(定义域)上的实值函数,且至少有一个是非线性函数。
上述模型可简记为:
min f(x)
s.t. gi(x)≥0i=1,…,m
hj(x)=0 j=1,…,p
其中x=(x1,…,xn)属于定义域D,符号min表示“求最小值”,符号s.t.表示“受约束于”。
定义域D 中满足约束条件的点称为问题的可行解。全体可行解所成的集合称为问题的可行集。对于一个可行解x*,如果存在x*的一个邻域,使目标函数在x*处的值f(x*)优于 (指不大于或不小于)该邻域中任何其他可行解处的函数值,则称x*为问题的局部最优解(简称局部解)。如果f(x*)优于一切可行解处的目标函数值,则称x*为问题的整体最优解(简称整体解)。实用非线性规划问题要求整体解,而现有解法大多只是求出局部解。 指寻求一元函数在某区间上的最优值点的方法。这类方法不仅有实用价值,而且大量多维最优化方法都依赖于一系列的一维最优化。常用的一维最优化方法有黄金分割法、切线法和插值法。
①黄金分割法又称0.618法。它适用于单峰函数。其基本思想是:在初始寻查区间中设计一列点,通过逐次比较其函数值,逐步缩小寻查区间,以得出近似最优值点。
②切线法又称牛顿法。它也是针对单峰函数的。其基本思想是:在一个猜测点附近将目标函数的导函数线性化,用此线性函数的零点作为新的猜测点,逐步迭代去逼近最优点。
③插值法又称多项式逼近法。其基本思想是用多项式(通常用二次或三次多项式)去拟合目标函数。
此外,还有斐波那契法、割线法、有理插值法、分批搜索法等。 指寻求 n元实函数f在整个n维向量空间Rn上的最优值点的方法。这类方法的意义在于:虽然实用规划问题大多是有约束的,但许多约束最优化方法可将有约束问题转化为若干无约束问题来求解。
无约束最优化方法大多是逐次一维搜索的迭代算法。这类迭代算法可分为两类。一类需要用目标函数的导函数,称为解析法。另一类不涉及导数,只用到函数值,称为直接法。这些迭代算法的基本思想是:在一个近似点处选定一个有利搜索方向,沿这个方向进行一维寻查,得出新的近似点。然后对新点施行同样手续,如此反复迭代,直到满足预定的精度要求为止。根据搜索方向的取法不同,可以有各种算法。属于解析型的算法有:①梯度法:又称最速下降法。这是早期的解析法,收敛速度较慢。②牛顿法:收敛速度快,但不稳定,计算也较困难。③共轭梯度法:收敛较快,效果较好。④变尺度法:这是一类效率较高的方法。其中达维登-弗莱彻-鲍威尔变尺度法,简称 DFP法,是最常用的方法。属于直接型的算法有交替方向法(又称坐标轮换法)、模式搜索法、旋转方向法、鲍威尔共轭方向法和单纯形加速法等。 这是一类特殊的非线性规划。在前述非线性规划数学模型中,若f是凸函数,诸gi都是凹函数,诸hj都是一次函数,则称之为凸规划。所谓f是凸函数,是指f有如下性质:它的定义域是凸集,且对于定义域中任意两点x和y及任一小于1的正数α,下式都成立:
f((1-α)x +αy)α≤(1-α)f(x)+αf(y)
将上述不等式中的不等号反向即得凹函数的定义。所谓凸集,是指具有如下性质的集合:连结集合中任意两点的直线段上的点全部属于该集合。
对于一般的非线性规划问题,局部解不一定是整体解。但凸规划的局部解必为整体解,而且凸规划的可行集和最优解集都是凸集。 几何规划一类特殊的非线性规划。它的目标函数和约束函数都是正定多项式(或称正项式)。几何规划本身一般不是凸规划,但经适当变量替换,即可变为凸规划。几何规划的局部最优解必为整体最优解。求解几何规划的方法有两类。一类是通过对偶规划去求解;另一类是直接求解原规划,这类算法大多建立在根据几何不等式将多项式转化为单项式的思想上。
㈣ 非线性规划的概述
非线性规划
nonlinear programming
具有非线性约束条件或目标函数的数学规划,是运筹学的一个重要分支。非线性规划研究一个 n元实函数在一组等式或不等式的约束条件下的极值问题,且目标函数和约束条件至少有一个是未知量的非线性函数。目标函数和约束条件都是线性函数的情形则属于线性规划。
㈤ 最优化问题的数学模型是什么什么叫线性规划,什么叫非线性规划
数学模型可以是一个公式,也可以是图表类的东西,也可以是一种算法程序,并没有明确的定义。
当目标函数和约束条件都是决策变量的线性函数时称为线性规划;否则称为非线性规划。
㈥ 非线性模型有哪些
非线性模型(nonlinear model)指反映自变量与依变量间非线性关系的数学表达式,它相对于线性模型而言,其依变量与自变量间不能在坐标空间表示为线性对应关系。
㈦ 经济学中的非线性模型是什么
模型——方程或方程组,每个方程含有多个变量,分为因变量和自变量。
线性模型——所有的变量都是一次的,就是说,所有变量都不是以2次方的形式或任何更高的次方的形式出现在方程中。
非线性模型——模型中的方程中的变量至少有1个是以高于1次方的形式出现的。
从图形中表示出来是这样的,线性模型中,坐标中的线是直线,而非线性模型中,坐标中的线是曲线。
(实际上广义的曲线包括直线。)
㈧ 线性规划、整数规划、非线性规划的区别是什么
线性规划是所有约束条件和目标函数都是线性的,即未知数的次数均为一次。整数规划是线性规划中未知数只能取整数的那种特例。非线性规划是约束条件或目标函数中含有非线性的规划问题。
㈨ 数学建模常用模型有哪些
1、蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算
法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必用的方法)
2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数据需要
处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab作为工具)
3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多数问题
属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、
Lingo软件实现)
4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉
及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备)
5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算法设计
中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中)
6、最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法(这些问题是
用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实
现比较困难,需慎重使用)
7、网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛
题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好
使用一些高级语言作为编程工具)
8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只
认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非
常重要的)
9、数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那一些数值分析中常
用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调
用)
10、图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文中也应该
要不乏图片的,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用Matlab
进行处理)
作用:
应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查、收集数据资料,观察和研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学的理论和方法去分析和解决问题。这就需要深厚扎实的数学基础,敏锐的洞察力和想象力,对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面。数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领械广泛应用的媒介,是数学科学技术转化的主要途径,数学建模在科学技术发展中的重要作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视,它已成为现代科技工作者必备的重要能力之。参考资料:http://ke..com/view/133261.htm#12_1
㈩ 非线性规划与线性规划有什么区别吗
非线性规划是具有非线性约束条件或目标函数的数学规划,是运筹学的一个重要分支。非线性规划是20世纪50年代才开始形成的一门新兴学科。70年代又得到进一步的发展。非线性规划在工程、管理、经济、科研、军事等方面都有广泛的应用,为最优设计提供了有力的工具。线性规划(Linear programming,简称LP)是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法。研究线性约束条件下线性目标函数的极值问题的数学理论和方法。英文缩写LP。它是运筹学的一个重要分支,广泛应用于军事作战、经济分析、经营管理和工程技术等方面。为合理地利用有限的人力、物力、财力等资源作出的最优决策,提供科学的依据。