next up previous
Next: -расширения функциональных пространств

СИГМА-КУСОЧНЫЕ ФУНКЦИИ И ЗАДАЧИ ДИЗЪЮНКТИВНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

И. И. Еремин

Аннотация:

Рассматривается постановка задачи математического программирования в ситуации, когда допустимая область задается объединением множеств, а не их пересечением, - как в традиционной постановке. Целесообразность рассмотрения такой задачи подсказывается, например, кусочно-линейным программированием. Вводится понятие дизъюнктивной функции Лагранжа и формулируются теоремы типа Куна-Таккера, двойственности, теорема о точных штрафных функциях и др.

Изучение вопросов кусочно-линейного программирования [1 - 6] естественным образом приводит к постановке задачи дизъюнктивного программирования. Произвольная непрерывная кусочно-линейная функция (k-линейная функция), заданная на Rtex2html_wrap_inline2872, допускает стандартное представление в форме
equation1728
здесь tex2html_wrap_inline2874 - матрица, tex2html_wrap_inline2876Rtex2html_wrap_inline2872, tex2html_wrap_inline2880Rtex2html_wrap_inline2882, символ tex2html_wrap_inline2884 означает взятие максимального значения координат вектора, стоящего внутри символа tex2html_wrap_inline2884. Произвольная конечная система неравенств из
k-функций конструктивно сводится к одному неравенству с функцией f(x) вида (1), а произвольная задача кусочно-линейного программирования (k-линейная задача) допускает стандартное представление
equation1733
где f(x) имеет вид (1). В отличие от традиционного представления допустимой области в виде пересечения конечной совокупности множеств (полупространств, простых выпуклых множеств и т.д.) в рассматриваемом случае допустимая область задачи оптимизации (2) задается объединением множеств (многогранников), т.е.
displaymath2896

В схеме общей постановки пусть tex2html_wrap_inline2898 - произвольные множества из Rtex2html_wrap_inline2872 и f(x) - произвольная функция, заданная на Rtex2html_wrap_inline2872. Запишем задачи
equation1739

equation1741
Первую из них назовем задачей в конъюнктивной постановке, вторую - в дизъюнктивной. Форма (3) является обычной для задач математического программирования. Вторая из них отражает ситуацию кусочно-линейной задачи (2). Пусть в (4): tex2html_wrap_inline2906, tex2html_wrap_inline2908: Rtex2html_wrap_inline2910Rtex2html_wrap_inline2882, tex2html_wrap_inline2914. Для задачи tex2html_wrap_inline2916 функцией Лагранжа является
equation1749
Задаче tex2html_wrap_inline2920, т.е. (4), поставим в соответствие функцию
equation1752
которую будем называть дизъюнктивной функцией Лагранжа для задачи tex2html_wrap_inline2920. Зафиксируем схему соответствия задачам tex2html_wrap_inline2916 и tex2html_wrap_inline2920 их функций Лагранжа:
displaymath2868

Задаче кусочно-линейного программирования (k-линейной задаче) в стандартной форме (2) будет соответствовать дизъюнктивная функция Лагранжа вида
equation1758
С этой функцией можно связать многие проблемы, относящиеся к изучению k-задач, часть из которых рассматривается ниже. Алгебра
k-линейных функций и k-линейных задач допускает расширение своих постановок до рамок более общих конструкций, а именно - до рамок
tex2html_wrap_inline2936- расширений функциональных линейных пространств. Речь идет о расширении фиксированного линейного функционального пространства Ftex2html_wrap_inline2938 до минимального пространства F, замкнутого относительно операции дискретного максимума, т.е. если tex2html_wrap_inline2940F, то tex2html_wrap_inline2942F. Если Ftex2html_wrap_inline2938 - пространство линейных функций, то F - класс k-линейных функций; если Ftex2html_wrap_inline2938 - класс квадратичных функций, то F - класс кусочно-квадратичных функций, и т.д. Отмеченное обстоятельство позволяет ряд проблем кусочного программирования и связанных с ним дизъюнктивных задач оптимизации выносить за рамки линейных постановок.

Хотя кусочно-линейные функции и соответствующий им аппарат имеют важное значение, тем не менее число работ, посвященных этим вопросам, незначительно. Отметим работы [1 - 6], первая из которых, являясь кандидатской диссертацией С.В.Плотникова, содержит главу III под названием ``Кусочно-линейные функции и полиэдральные множества'', в которой проводится довольно основательное исследование по алгебре и геометрии класса k-функций.




next up previous
Next: -расширения функциональных пространств