Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Διδάσκων:



Σχετικά έγγραφα
1. ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΡΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΓΕΝΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ. f ( x) 0 0 2x 0 x 0

Μαθηματικά Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ - ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ ΙΙ ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΜΑΘΗΜΑ ΟΓΔΟΟ-ΜΕΓΙΣΤΑ & ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

(f,g) f(x,y,v, w) = xy v= 0 x (v,y) = = = = = 3. g(x,y,v,w) = x+ 2y w= 0. (x,y) g g 1 2. Λύση 2. Με πλεγμένη παραγώγιση ως προς v, με σταθερό w :

2.8 ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

max f( x,..., x ) st. : g ( x,..., x ) 0 g ( x,..., x ) 0

2.8 ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΤΕΣΤ Β2.λύσεις ΟΜΑΔΑ Ι

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΙ

Θεωρία Καταναλωτή. Υποδειγματοποίηση της συμπεριφοράς του καταναλωτή. Βασική έννοια: Βελτιστοποίηση υπό περιορισμό.

Απαντήσεις στα Μαθηματικά Κατεύθυνσης 2016

9 εύτερη παράγωγος κι εφαρµογές

και δεν είναι παραγωγίσιμη σε αυτό, σχολικό βιβλίο σελ. 99 Α3. Ορισμός σελ. 73 Α4. α) Λ β) Σ γ) Λ δ) Σ ε) Σ , δηλαδή αρκεί x 1 x

5 ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΔΥΟ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ

Λύσεις των θεμάτων των Πανελλαδικών Εξετάσεων στα Μαθηματικά Προσανατολισμού 2016

Γενικά Μαθηματικά (Φυλλάδιο 1 ο )

Επιμέλεια: Παναγιώτης Γιαννές

Γ1. Να μελετήσετε την f ως προς τη μονοτονία και να αποδείξετε ότι το σύνολο τιμών της είναι το διάστημα (0, + ).

Μεγιστοποίηση της Χρησιμότητας

Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Ημερομηνία: Πέμπτη 20 Απριλίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

max f( x,..., x ) st. : g ( x,..., x ) 0 g ( x,..., x ) 0

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2016

( ) ( ) ( 3 ) ( ) = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1) ( ) (( ) ( )) ( ) + = = και και και και. ζ να ταυτισθούν, δηλαδή θα πρέπει: f x ημ x. 6 x x x.

Λύσεις του διαγωνίσματος στις παραγώγους

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο: ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΜΑ Α

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. f (f )(x) x f (f )(x) x f (f )(x) (f ) (x)

α β. M x f x. f x x x = = =.

********* Β ομάδα Κυρτότητα Σημεία καμπής*********

ΜΑΘΗΜΑ ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ Κοίλα κυρτά συνάρτησης Σηµεία καµπής Θεωρία Σχόλια Μέθοδοι Ασκήσεις

Γ ε ν ι κ έ ς εξ ε τ ά σ ε ι ς Μαθηματικά Γ λυκείου Θ ε τ ι κ ών και οικονομικών σπουδών

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. Να μελετήσετε ως προς τη μονοτονία και τα ακρότατα τις παρακάτω συναρτήσεις: f (x) = 0 x(2ln x + 1) = 0 ln x = x = e x =

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΠΟΛΛΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ 15

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 14. Μέρος Α

ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣΗΣ ΝΟ 2 Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕ.Λ. 18 ΜΑΙΟΥ 2018 ΘΕΜΑ Α. η f ικανοποιεί τις υποθέσεις του θεωρήματος μέσης.

ΜΑΘΗΜΑΤ ΙΚΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤ ΗΣΕΙΣ ΣΤ Α ΘΕΜΑΤ Α ΕΞΕΤ ΑΣΕΩΝ 2016.

και γνησίως αύξουσα στο 0,

Λύσεις των θεμάτων των Πανελλαδικών Εξετάσεων στα Μαθηματικά Προσανατολισμού 2016

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 12., στο ίδιο σύστημα

ΤΟ ΘΕΜΑ Α ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

= R * ως πράξη παραγωγίσιμων συναρτήσεων με 0 x 4 2x 8x 8 x x x x x. και γνησίως αύξουσα στο (0, + ). = με τιμή ( )

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Εισαγωγικές έννοιες. Κατηγορίες προβλημάτων (σε μια διάσταση) Προβλήματα εύρεσης μεγίστου. Συμβολισμοί

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ

Λύσεις στο Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2

Τελευταία Επανάληψη. την ευθεία x=1 και τoν x x. 2 1 x. Λύση. x 2 1 x 0, άρα. x 1 x. x x 1. γ) x 1 e x x 1 x e ln x 1 x f x.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

x, οπότε για x 0 η g παρουσιάζει

Λύσεις των θεμάτων προσομοίωσης -2- Σχολικό Έτος

Παντελής Μπουμπούλης, M.Sc., Ph.D. σελ. 2 math-gr.blogspot.com, bouboulis.mysch.gr

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΚΩΛΕΤΤΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 11. (δ). Να βρεθεί η λύση της διαφορικής εξίσωσης: y = xy, που έχει θετικές τιμές: y 0 και ικανοποιεί: y(0) = 1. 2.

Ελαχιστοποίηση του Κόστους

x, x (, x ], επειδή η f είναι γνησίως αύξουσα στο (, x0]

Κεφάλαιο 2ο: ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ 2ο ΜΕΡΟΣ

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Η Θεωρία στα Μαθηματικά κατεύθυνσης της Γ Λυκείου

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ Δευτέρα 10 Ιουνίου 2019 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. (Ενδεικτικές Απαντήσεις)

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 1

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. Δευτέρα ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ. Α4.) α) Λάθος, β) Σωστό, γ) Λάθος, δ) Σωστό, ε) Σωστό

Af(x) = και Mf(x) = f (x) x

Μελέτη και γραφική παράσταση συνάρτησης

Επιχειρησιακή Έρευνα I

f(x) γν. φθίνουσα ολ.ελ. γν. αύξουσα

f κυρτή στο [1,5] f x x f η Επαναληπτική f [ 2,10], επιπλέον για την f ισχύουν lim 2 x f 8 1,0 και

ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΕΙΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΕΝΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

Λύσεις των θεμάτων προσομοίωσης -2- Σχολικό Έτος

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 Β ΦΑΣΗ

Υψώνουμε την δοσμένη σχέση στο τετράγωνο οπότε

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

[ ] [ ] ΘΕΜΑ 1o A. Για x x 0 έχουµε: παραγωγίσιµη στο χ 0 ) άρα η f είναι συνεχής στο χ 0.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Β ΦΑΣΗ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ / ΣΠΟΥ ΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ & ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

9 ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στα Μαθηματικά προσανατολισμού της Γ Λυκείου

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. Να βρείτε τις ασύμπτωτες της γραφικής παράστασης της συνάρτησης f με τύπο

z = c 1 x 1 + c 2 x c n x n

Εξετάσεις 11 Ιουνίου Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ Λυκείου ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Εισαγωγή στο Λογισμό των Μεταβολών : Βελτιστοποίηση σε Πεπερασμένες Διαστάσεις & Ισοτικοί Περιορισμοί

1. ίνονται τα διανύσµατα: x=(a+µ,1), y=(0,b), a,b>0. Για ποιες τιµές του µ τα διανύσµατα είναι: (α) γραµµικά εξαρτηµένα, (β) γραµµικά ανεξάρτητα.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ - ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΚΩΛΕΤΤΗ

f f x f x = x x x f x f x0 x

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο: ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 5: ΘΕΩΡΗΜΑ ROLLE [Θεώρημα Rolle του κεφ.2.5 Μέρος Β του σχολικού βιβλίου]. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

13 Μονοτονία Ακρότατα συνάρτησης

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 2017

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Σελίδα 1 από 8. f στο, τότε

ΘΕΩΡΙΑ 1ΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ (χωρίς αποδείξεις) ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΟΡΙΑ- ΣΥΝΕΧΕΙΑ 1. Να δώσετε τον ορισμό της συνάρτησης

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΗΣ

Εφαρμοσμένη Βελτιστοποίηση

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

2.8. Ασκήσεις σχολικού βιβλίου σελίδας A Οµάδας. 1.i)

Κεφάλαιο 3 ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ. 3.1 Η έννοια της παραγώγου. y = f(x) f(x 0 ), = f(x 0 + x) f(x 0 )

( ) ( ) ( ) ( ) Παράγωγος-Κλίση-Μονοτονία ( ) ( ) β = Άσκηση 1 η : Να βρεθούν οι παράγωγοι των συναρτήσεων: log x. 2 x. ln(x, ( ) 2 x x. Έχουμε.

Πανεπιςτιμιο Κφπρου ΟΙΚ 223: Μακθματικά για οικονομολόγουσ ΙΙ Διδάςκων:

ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ SIMPLEX

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

3o Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2016

Για να εκφράσουμε τη διαδικασία αυτή, γράφουμε: :

, να αποδείξετε ότι και η συνάρτηση f+g είναι παραγωγίσιμη στο x. και ισχύει. Μονάδες 9 Α2. Έστω μια συνάρτηση f με πεδίο ορισμού το Α και [, ]

Transcript:

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Διδάσκων: Φάμπιο Αντωνίου Στοιχεία Επικοινωνίας: email: fantoniou@cc.uoi.gr Τηλ:651005954 Προσωπική Ιστοσελίδα: fantoniou.wordpress.com Γραφείο: Κτίριο Βιβλιοθήκης, 1 ος όροφος. Ώρες Γραφείου: Πέμπτη 19.00-0.00, Παρασκευή 19.00-0.00

Αριστοποίηση συναρτήσεων μιας μεταβλητής Τι σημαίνει αριστοποίηση; Τι είναι τα ακρότατα; -Η αριστοποίηση αφορά την εύρεση τιμών των ανεξαρτήτων μεταβλητών για τις οποίες η εξαρτημένη μεταβλητή αποκτά τη μέγιστη ή την ελάχιστη τιμή της. πχ Για 5 μονάδες αγαθού (ανεξάρτητη μεταβλητή) το κέρδος (εξαρτημένη μεταβλητή) είναι μέγιστο. Σε γενική μορφή: y f ( x) x ( ) - Ζητάμε την τιμή που μεγιστοποιεί τη συνάρτηση. x f ( x) - Η τιμή ονομάζεται ακρότατο της. f x

Αριστοποίηση συναρτήσεων μιας μεταβλητής Ορισμοί: Ολικό και Τοπικό Μέγιστο f ( x) Ορισμός 1 (Ολικό μέγιστο): Έστω η συνάρτηση το σημείο είναι ολικό μέγιστο όταν f ( x ) f ( x) για κάθε x x f ( x) Ορισμός (Τοπικό μέγιστο): Έστω η συνάρτηση το σημείο είναι τοπικό μέγιστο όταν f ( xˆ ) f ( x) για κάθε xˆ x xˆ ˆx για κάθε x σε ένα (μικρό) διάστημα γύρω από το ˆx

Αριστοποίηση συναρτήσεων μιας μεταβλητής Αναγκαία συνθήκη για την ύπαρξη (existence) ακροτάτου Θεώρημα (Αναγκαία συνθήκη για την ύπαρξη ακρότατων): διαφορίσιμη συνάρτηση τότε f ( x ) 0 ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΠΡΩΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ f ( x) έχει τοπικό μέγιστο/ελάχιστο στο σημείο Αν η x Η αναγκαία αυτή συνθήκη είναι γνωστή ως συνθήκη πρώτης τάξης (first-order condition).

Αριστοποίηση συναρτήσεων μιας μεταβλητής Παραδείγμα για το Θεώρημα: (Συνθήκη πρώτης τάξης) y f ( x) Παράδειγμα : Έστω και ότι στο έχει την μέγιστη τιμή της. Αυτό σημαίνει ότι είναι αδύνατο να αυξήσουμε το y σε κάποιο διάστημα. Θα δείξουμε γιατί η συνθήκη πρώτης τάξης είναι αναγκαία. Γνωρίζουμε ότι η παράγωγος μας δείχνει πως μεταβολές στο x επηρεάζουνε το y. f ( x ) 0 Αν και dx 0 dy 0 η συνάρτηση αυξήθηκε άρα δεν είναι μέγιστο. Αν f( x ) 0 και dx 0 dy 0 η συνάρτηση αυξήθηκε άρα δεν είναι μέγιστο. f ( x ) 0 Επομένως μόνο αν οποιαδήποτε μεταβολή στο x αφήνει ανεπηρέαστο το y, οπότε το είναι ακρότατο. x x ' dy f ( x ) dx

Αριστοποίηση συναρτήσεων μιας μεταβλητής Παραδείγματα για το Θεώρημα: (Συνθήκη πρώτης τάξης) Παράδειγμα : f x ( ) x 4 lim x lim x f ( x) x f x x ( ) 0 στο σημείο όπου 0. Παράδειγμα 3: f ( x) 4 x lim x lim x f ( x) x f x x ( ) 0 στο σημείο όπου 0. Ελάχιστο Η ευθεία που εφάπτεται στο ακρότατο είναι οριζόντια. Μέγιστο

Αριστοποίηση συναρτήσεων μιας μεταβλητής Πως ξεχωρίζουμε ένα σημείο σε μέγιστο/ελάχιστο, σημείο καμπής; ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΔΕΥΤΕΡΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ - Έστω ότι η συνάρτηση είναι διπλά παραγωγίσιμη, οι δεύτερες παράγωγοι μας βοηθούν να ξεχωρίζουμε τα ακρότατα από τα σημεία καμπής. Θεώρημα (Συνθήκη δεύτερης τάξης): Έστω η συνάρτηση f ( x) είναι διπλά παραγωγίσιμη: (Ι) (ΙΙ) (ΙΙΙ) f ( x) 0 και f ( x) 0 τότε έχουμε τοπικό μέγιστο στο x f ( x) 0 και f ( x) 0 τότε έχουμε τοπικό ελάχιστο στο x f ( x) 0 και f ( x) 0 τότε το κριτήριο αποτυγχάνει (έχουμε σημείο καμπής στο x εαν η πρόσημο εκατέρωθεν του x ) f αλλάζει

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Κυρτότητα μονομετάβλητης συνάρτησης Η κυρτότητα των συναρτήσεων παίζει σημαντικό ρόλο στα προβλήματα αριστοποίησης Η ιδιότητα που προσδιορίζει μία κυρτή συνάρτηση είναι ότι η γραμμή που συνδέει οποιαδήποτε δύο σημεία πάνω στη συνάρτηση,βρίσκεται πάνω από την συνάρτηση: f ( x) f ( x ) (1 ) f ( x ) όπου low high x x (1 ) x, [0,1] Η ιδιότητα που προσδιορίζει μία κοίλη συνάρτηση είναι ότι η γραμμή που συνδέει οποιαδήποτε δύο σημεία πάνω στη συνάρτηση,βρίσκεται κάτω από την συνάρτηση: low high f ( x) f ( x ) (1 ) f ( x ) low high όπου x x (1 ) x, [0,1] low high Για συναρτήσεις μιας μεταβλητής, στις κυρτές συναρτήσεις η β παράγωγος είναι θετική. Στις κοίλες συναρτήσεις η β παράγωγος είναι αρνητική.

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση συναρτήσεων με πολλές μεταβλητές Ορισμός (Μερική παράγωγος β τάξης - Hessian): Η μερικές παράγωγοι δεύτερης τάξης της συνάρτησης x f x 1 1 f 11 y f ( x, x ) 1 x f x 1 δίνονται απο: f x f f1 x1x Ο πίνακας που εκφράζει τις δεύτερες μερικές παραγώγους μιας πολυμεταβλητής συνάρτησης ονομάζεται Hessian μήτρα. x f 1 f Όπως και με τις κανονικές παραγώγους, μπορούμε να παραγωγίσουμε ξανά για να βρούμε τις μερικές παραγώγους β τάξης. Κάθε συνάρτηση με n ανεξάρτητες μεταβλητές έχει n παραγώγους α τάξης. Κάθε μία απο αυτές τις μερικές παραγώγους μπορεί να παραγωγιθεί ως προς οποιαδήποτε από τις n μεταβλητές. Οπότε έχουμε nxn παραγώγους β τάξης.

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση συναρτήσεων με πολλές μεταβλητές Οι συνθήκες για το σημείο στασιμότητας των συναρτήσεων με πολλές μεταβλητές είναι παρόμοιες με αυτές των συναρτήσεων μιας μεταβλητής Θεώρημα (Αναγκαία Συνθήκη) Έστω μια πολυμεταβλητή, παραγωγίσιμη συνάρτηση στο πραγματικό χώρο. Το σημείο είναι σημείο στασιμότητας αν και μόνο αν 1 3 n ( x, x,..., x ) 1 n f f f f... 0 x x x x Στην περίπτωση των συναρτήσεων μιας μεταβλητής, τα σημεία στασιμότητας είναι είτε ακρότατα είτε σημεία καμπής. Στην περίπτωση των πολυμεταβλητών συναρτήσεων υπάρχει επίσης ένα διαφορετικό σημείο στασιμότητας, το σαγματικό σημείο.

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση συναρτήσεων με πολλές μεταβλητές Όπως και στις συναρτήσεις με μια μεταβλητή, χρειαζόμαστε τις παραγώγους β τάξης για να ταξινομήσουμε τα σημεία στασιμότητας σε μέγιστα/ελάχιστα κ σημεία σέλας. Θεώρημα. Έστω μια πολυμεταβλητή, παραγωγίσιμη συνάρτηση στο πραγματικό χώρο και ικανοποιούνται οι εξής συνθήκες: (Ι) (Αναγκαία Συνθήκη) f f f f... 0 x x x x 1 3 n (ΙΙ) (Ικανή Συνθήκη) Ο Ηessian της f στο σημείο στασιμότητας είναι θετικά (αρνητικά) ορισμένος Τότε το ( x, x,..., x ) 1 n είναι τοπικό ελάχιστο (μέγιστο). (ΙΙΙ) (Ικανή Συνθήκη) Ο Ηessian της f είναι θετικά (αρνητικά) ορισμένος τότε ολικό ελάχιστο (μέγιστο) ( x, x,..., x ) 1 n

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Γεωμετρική απεικόνιση Μέγιστο Σαγματικό Σημείο

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Εφαρμογή: Σημεία στασιμότητας. Εφαρμογη (Μονοπώλιο): Μια επιχείρηση παράγει δυο αγαθά i=1,. Η συνάρτηση p 100 q ζήτησης για το 1 είναι για το και μηδενικό κόστος. 1 1 p 60 q Συνάρτηση κερδών: p q p q 100q q 60q q 1 1 1 1 Βήμα 1: Σημεία στασιμότητας 0 100 q 1 0 q 1 0 60 4q 0 q q 50 και q 15 1 p 50 και p 30 1 Βήμα : Είναι μέγιστα; 11, 4 και 1 = 1=0 0 H, 1 0 και 8 0 ολικό max 0 4

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση πολυμεταβλητών με ισοτικούς περιορισμούς. Γενική μορφή προβλημάτων: Προβλημάτα με δύο μεταβλητές: max/min f ( x1, x,..., x n ) ( x, x ) g( x, x,..., x ) 0 1 Θεώρημα 13: Έστω ότι 1 είναι η λύση του προβλήματος υπό τον περιορισμό τότε το ικανοποιεί τις: g( x, x ) 0 1 n ( x, x ) 1 max/min f ( x1, x ) (Ι) (ΙΙ) f ( x, x ) g ( x, x ) f ( x, x ) g ( x, x ) 1 1 1 1 1 1 g( x, x ) 0 1

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση πολυμεταβλητών με ισοτικούς περιορισμούς. Συνθήκες α Τάξης Ορισμός: Η μέθοδος Lagrange για την εύρεση του μεγίστου (ή ελαχίστου) του προβλήματος s.t. f ( x, x,..., x ) 1 max/min 1 n g( x, x,..., x ) 0 Συνίσταται στην εύρεση των μερικών παραγώγων πρώτης τάξης και στη συνέχεια των σημείων στασιμότητας της εξίσωσης Lagrange: Συνθήκες Α Ταξης L( x, x, ) f ( x, x ) g( x, x ) 1 1 1 L( x1, x, ) f1 x1 x g1 x1 x x1 0 (, ) (, ) 0 L( x1, x, ) f x1 x g x1 x x 0 (, ) (, ) 0 L( x1, x, ) g x1 x 0 (, ) 0 n Το λ ονομάζεται πολλαπλασιαστής Lagrange και στο σημείο αριστοποιήσης μας δείχνει τις επιπτώσεις στην άριστη τιμή της συνάρτησης απο μια ελάχιστη μεταβολή του περιορισμού.

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση πολυμεταβλητών με ισοτικούς περιορισμούς Παράδειγμα 14. Να βρεθούν τα σημεία στασιμότητας της f ( x, x ) x x, s.t. 100 x 4x 0 0.5 0.75 1 1 1 Βήμα 1: Φτιάχνουμε τη συνάρτηση L. Βήμα : Συνθήκες α τάξης: L( x, x, ) x x (100 x 4 x ) 0.5 0.75 1 1 1 L( x1, x, ) 0.75 0.75 x1 x x1 0 (0.5) 0 L( x1, x, ) 0.5 0.5 x1 x x 0 (0.75) 4 0 L( x1, x, ) x 1 x 0 100 4 0 (0.5) x x (0.75) x 4 0.75 0.75 1 0.5 0.5 1 x 3 100 4( ) 0 x1 x1 1 x 3 x 1 600 x 1.5 48 3 x (1.5) 18.75

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση πολυμεταβλητών με ισοτικούς περιορισμούς. Συνθήκες β Τάξης L( x, x, ) f ( x, x ) g( x, x ) 1 1 1 ( x, x, ) Θεώρημα 14. Το σημείο στασιμότητας της εξίσωσης Lagrange είναι : 1 (Ι) Μέγιστο αν η ορίζουσα του επαυξημένου πίνακα Hessian είναι θετική. (ΙΙ) ) Ελάχιστο αν η ορίζουσα του επαυξημένου πίνακα Hessian είναι αρνητική. Ο επαυξημένος πίνακας Hessian δίνεται ώς: 0 g g 1 H g1 L11 L1 g L L 1

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Αριστοποίηση πολυμεταβλητών με πολλές μεταβλητές και πολλούς περιορισμούς. Το πρόβλημα για την εύρεση του μεγίστου (ή ελαχίστου) με πολλούς περιορισμούς δίνεται: 1 max/min f x1, x,..., xn s.t. 1 n g x, x,..., x 0,,,...,,,..., 1 1,,..., 1 j,,..., n m n j 1 n L x x x f x x x g x x x n + m συνθήκες πρώτης τάξης m g x1 x xn g j,,..., 0,..., (...) L x1, x,..., xn, j i 1 n j i 1 n xi j f x, x,..., x g x, x,..., x 0, i 1,..., n. L x1, x,..., xn, j 1 n j g x, x,..., x 0, j 1,..., m.

Αριστοποίηση συναρτήσεων πολλών μεταβλητών Συνθήκες β τάξης με πολλές μεταβλητές ( περιορισμούς) Παράδειγμα 16. Να βρεθούν τα σημεία στασιμότητας της f ( x, x ) x x x, s. t. 100 x 3x 0, 0 x 4x 0 0.5 0. 0. 1 1 3 1 3 Βήμα 1: Φτιάχνουμε τη συνάρτηση Lagrange. Βήμα : Συνθήκες α τάξης: L( x, x, x,, ) x x x (100 x 3 x ) (0 x 4 x ) L( x1, x, x3, 1, ) 0.5 0. 0. x1 x x 3 1 x1 0.5 0. 0. 1 3 1 1 3 1 1 3 0 (0.5) 0 L( x1, x, x3, 1, ) 0.5 0.8 0. x1 x x 3 1 x x,, ) L x x x,, ( 3 1 3 1 (0.) 3 0 1 3 0 (0.) 4 0 0.8 0. 0.5 x x x L( x1, x, x3, 1, ) x 1 x 1 0 100 3 0 L( x1, x, x3, 1, ) x x 3 0 (0 4 ) 0 1 3 1 5 εξισώσεις με 5 αγνώστους ( x, x, x,, ) (40.8,6.1,3.47,0.07,0.17)

Βέλτιστος Έλεγχος (Συνοπτικά) Δυναμική βελτιστοποίηση σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Αν η max J f [ x( t), y( t), t] dt 0 0 s. t. x=g[ x( t), y( t), t] x(0) x T Βήμα 1: Ξεχωρίστε τη μεταβλητή κατάστασης με την μεταβλητή ελέγχου: x y Κατάστασης Ελέγχου Βήμα : Φτιάξτε την Hamiltonian: α) Αντικειμενική συνάρτηση + β) Περιορισμός (δεξιά του ). Βήμα 3: Αναγκαίες συνθήκες Ως προς τη μεταβλητή ελέγχου: Ως προς τη μεταβλητή κατάστασης: Ως προς τη σκιώδη τιμή (πολλαπλασιαστή): H f [ x( t), y( t), t] g[ x( t), y( t), t] H 0 y H x Αρχική συνθήκη: x(0) 0 Τερματική συνθήκη: ( T ) 0 H x x g [ x ( t ), y ( t ), t ] (1) () (3) x (4) (5) x

Βέλτιστος Έλεγχος (Συνοπτικά) Παραδείγματα : Δυναμική βελτιστοποίηση σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Παράδειγμα : s.t. x 1 ( ) J x y dt 0 y, x(0). Φτιάξτε την Hamiltonian: H x y y Αναγκαίες συνθήκες Ως προς τη μεταβλητή ελέγχου: H () t 0 y 0 y( t) y Ως προς τη μεταβλητή κατάστασης: H 1 x Ως προς τη σκιώδη τιμή (πολλαπλασιαστή): Αρχική συνθήκη: x(0) x0 Τερματική συνθήκη: (1) 0 H x x (1) () (3) (4) (5)

Βέλτιστος Έλεγχος (Συνοπτικά) Παραδείγματα : Δυναμική βελτιστοποίηση σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Παράδειγμα συνέχεια: Από (): () t C t 1 Από (5): Η (1) γίνεται: H (3) γίνεται: Από (4): (1) 0 ( t) 1 t 1 t y 1 t 1 t x λύνοντας την μη αυτόνομη Δ.Ε. x t C 4 1 t x(0) C x( t) t 4 Χρονική διαδρομή της μεταβλητής επιλογής: 1 1 y(0), y(1) 0, y Κάθε χρονική στιγμή μειώνουμε το y.