數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)第四版 教案-教學(xué)設(shè)計(jì) 3-最優(yōu)化方法 實(shí)驗(yàn)3.1-3.3 線性規(guī)劃-非線性規(guī)劃

PAGEPAGE1授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題)3.1線性規(guī)劃需用學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)（知識(shí)、能力、素養(yǎng)）1、掌握如何利用MATLAB優(yōu)化工具箱解線性規(guī)劃問題；2、了解線性規(guī)劃的概念和解的特點(diǎn)；3、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的能力；重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：利用MATLAB求解線性規(guī)劃難點(diǎn)：線性規(guī)劃模型的建立和轉(zhuǎn)化課程思政元素通過線性規(guī)劃問題的講解讓學(xué)生體會(huì)“國(guó)有國(guó)法，家有家規(guī)”，在社會(huì)這個(gè)大家庭中，為了每個(gè)人都各安其所，就要有各種行為準(zhǔn)則來(lái)約束我們的行為，在生活中的一言一行都應(yīng)該自覺遵守規(guī)章制度，向他人釋放正能量。教學(xué)內(nèi)容及過程3.1線性規(guī)劃一、線性規(guī)劃的概念在線性約束條件下，要求一組決策變量的值，使線性目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最大值或最小值的問題，就叫做線性規(guī)劃問題，常用符號(hào)LP(LinearProgramming)表示.二、線性規(guī)劃的圖解法三、解線性規(guī)劃的MATLAB實(shí)現(xiàn)x=linprog（c，A，b）x=linprog（c，A，b，Aeq,beq）x=linprog（c，A，b，Aeq,beq,VLB，VUB）x=linprog（c，A，b，Aeq,beq,VLB，VUB,X0）[x,fval]=linprog(…)四、應(yīng)用舉例投資的收益和風(fēng)險(xiǎn)討論、思考、作業(yè)1.利用MATLAB求解下列線性規(guī)劃問題：2.求解“投資的收益和風(fēng)險(xiǎn)”例子中的模型II和III，并將結(jié)果同模型I進(jìn)行比較.3.某廠用兩臺(tái)機(jī)床加工三種零件，情況如下表3.5所示．問怎樣安排兩臺(tái)機(jī)床一個(gè)生產(chǎn)周期的加工任務(wù)，才能使加工成本最低？表3.5零件機(jī)床一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)可動(dòng)用的工時(shí)單件成本單件工時(shí)單件成本單件工時(shí)單件成本單件工時(shí)21315180314263100一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)的計(jì)劃生產(chǎn)數(shù)量705020參考資料（含參考書、文獻(xiàn)等）：《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》，蕭樹鐵主編高等教育出版社《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》，李尚志主編高等教育出版社教學(xué)過程設(shè)計(jì)：復(fù)習(xí)0分鐘，授新課80分鐘，安排討論9分鐘，布置作業(yè)1分鐘授課類型：√理論課討論課實(shí)驗(yàn)課練習(xí)課其他教學(xué)方式：√講授討論指導(dǎo)其他教學(xué)資源：√課件√在線課程動(dòng)畫其他

授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題)3.2非線性規(guī)劃需用學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)（知識(shí)、能力、素養(yǎng)）1、掌握如何利用MATLAB優(yōu)化工具箱解非線性規(guī)劃問題；2、了解非線性規(guī)劃的概念和解的特點(diǎn)；3、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用非線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的能力；重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：利用MATLAB求解非線性規(guī)劃難點(diǎn)：非線性規(guī)劃模型的建立和轉(zhuǎn)化課程思政元素培養(yǎng)學(xué)生將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化、實(shí)際問題數(shù)量化的習(xí)慣，學(xué)會(huì)從辯證的角度思考問題、解決問題。教學(xué)內(nèi)容及過程3.2非線性規(guī)劃一、非線性規(guī)劃的概念如果目標(biāo)函數(shù)或約束條件中包含非線性函數(shù)，就稱這種規(guī)劃問題為非線性規(guī)劃問題.二、二次規(guī)劃二次規(guī)劃（QuadraticProgramming，記作QP）指目標(biāo)函數(shù)是二次函數(shù)，約束條件為線性的.1. x=quadprog(H,c,A,b);2. x=quadprog(H,c,A,b,Aeq,beq);3. x=quadprog(H,c,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB);4. x=quadprog(H,c,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB,X0);5. x=quadprog(H,c,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB,X0,options);6. [x,fval]=quaprog(...);7. [x,fval,exitflag]=quaprog(...);8. [x,fval,exitflag,output]=quaprog(...);三、無(wú)約束非線性規(guī)劃求單變量有界非線性函數(shù)在區(qū)間上的極小值[x,fval]=fminbnd(fun,x1,x2,options)求多變量函數(shù)的極小值[x,fval]=fminunc(fun,x0,options,p1,p2,...)[x,fval]=fminsearch(fun,x0,options,p1,p2,...).四、帶約束非線性規(guī)劃①x=fmincon(‘fun’,X0,A,b)②x=fmincon(‘fun’,X0,A,b,Aeq,beq)③x=fmincon(‘fun’,X0,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB)④x=fmincon(‘fun’,X0,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB,’nonlcon’)⑤x=fmincon(‘fun’,X0,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB,’nonlcon’,options)⑥[x,fval]=fmincon(...)⑦[x,fval,exitflag]=fmincon(...)⑧[x,fval,exitflag,output]=fmincon(...)五、應(yīng)用舉例：供應(yīng)與選址討論、思考、作業(yè)求下列函數(shù)的最大值和最小值：（1）；（2）.解下列二次規(guī)劃：s.t.3．求解非線性規(guī)劃：s.t.參考資料（含參考書、文獻(xiàn)等）：《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》，蕭樹鐵主編高等教育出版社《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》，李尚志主編高等教育