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Matemática numérica III

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Capítulo 3 Otimização

Em revisão

Neste capítulo, apresentam-se métodos numéricos para a resolução de problemas de otimização. Vamos considerar o seguinte problema de minimização: dada a função objetivo f:D⊂ℝn→ℝ, resolver

min𝒙∈D⁡f⁢(𝒙). (3.1)

No que segue, salvo indicação explícita em contrário, vamos assumir que o problema está bem determinado e que f é suficientemente suave. Além disso, adotaremos as seguintes notações:

  • •

    gradiente de f

    ∇f⁢(𝒙)=(∂f∂x1⁢(𝒙),…,∂f∂xn⁢(𝒙)) (3.2)
  • •

    derivada direcional de f com respeito a 𝒅∈ℝn

    ∂f∂𝒅⁢(𝒙)=∇f⁢(𝒙)⋅𝒅 (3.3)
  • •

    matriz hessiana de f, H=[hi,j]i,j=1n,n

    hi,j⁢(𝒙)=∂2f∂xi⁢∂xj⁢(𝒙) (3.4)
Observação 3.0.1.(Condições de otimização)

Se ∇f⁢(𝒙∗)=0 e H⁢(𝒙∗) é positiva definida, então 𝒙∗ é um mínimo local de f em uma vizinhança de 𝒙∗. Para mais detalhes, consulte [Quarteroni2007a, Seção 7.2]. Um ponto 𝒙∗ tal que ∇f⁢(𝒙∗)=0 é chamado de ponto crítico.


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Pedro H A Konzen
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