數(shù)學(xué)實驗第四版 教案-教學(xué)設(shè)計 3-最優(yōu)化方法 實驗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2學(xué)時教學(xué)目標(biāo)（知識、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；3、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用線性規(guī)劃解決實際問題的能力；重點難點重點：利用MATLAB求解線性規(guī)劃難點：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“國有國法，家有家規(guī)”，在社會這個大家庭中，為了每個人都各安其所，就要有各種行為準(zhǔn)則來約束我們的行為，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LP(LinearProgramming)表示.二、線性規(guī)劃的圖解法三、解線性規(guī)劃的MATLAB實現(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”例子中的模型II和III，并將結(jié)果同模型I進行比較.3.某廠用兩臺機床加工三種零件，情況如下表3.5所示．問怎樣安排兩臺機床一個生產(chǎn)周期的加工任務(wù)，才能使加工成本最低？表3.5零件機床一個生產(chǎn)周期內(nèi)可動用的工時單件成本單件工時單件成本單件工時單件成本單件工時21315180314263100一個生產(chǎn)周期內(nèi)的計劃生產(chǎn)數(shù)量705020參考資料（含參考書、文獻等）：《數(shù)學(xué)實驗》，蕭樹鐵主編高等教育出版社《數(shù)學(xué)實驗》，李尚志主編高等教育出版社教學(xué)過程設(shè)計：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：√理論課討論課實驗課練習(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2學(xué)時教學(xué)目標(biāo)（知識、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；3、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用非線性規(guī)劃解決實際問題的能力；重點難點重點：利用MATLAB求解非線性規(guī)劃難點：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)雜問題簡單化、實際問題數(shù)量化的習(xí)慣，學(xué)會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、文獻等）：《數(shù)學(xué)實驗》，蕭樹鐵主編高等教育出版社《數(shù)學(xué)實驗》，李尚志主編高等教育