otimizacao
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| Então vamos analisar apenas quando $ x> 0, y>0 $ (por simetria). | Então vamos analisar apenas quando $ x> 0, y>0 $ (por simetria). | ||
| - | $ \nabla f(x, | + | $ \nabla f(x,y)=\left(\frac{y(y^2 +1 - x^2)}{(x^2+y^2+1)^2}, |
| - | Verifique que não existe nenhum ponto crítico em $ x > 0, y > 0 $ pois as curvas $ x^1+1=y^2, y^2+1=x^2 $ não se cruzam. | + | Verifique que não existe nenhum ponto crítico em $ x > 0, y > 0 $ pois as curvas $ x^2+1=y^2, y^2+1=x^2 $ não se cruzam. |
| - | Observe também que $ \frac{|xy|}{x^2+y^2+1} < \frac{1}{2} $ e o limite ao longo da reta $ y=x $ uando $ x\rightarrow \infty $ é $ \frac{1}{2} $ e portanto não temos máximo. | + | Observe também que $ \frac{|xy|}{x^2+y^2+1} < \frac{1}{2} $ e o limite ao longo da reta $ y=x $ quando |
| - | <color # | + | <color # |
| ====== Método de Lagrange ====== | ====== Método de Lagrange ====== | ||
| Line 70: | Line 70: | ||
| Queremos achar o máximo de uma função $ f: U \rightarrow \mathbb{R} $ restrita ao conjunto $ M. $ | Queremos achar o máximo de uma função $ f: U \rightarrow \mathbb{R} $ restrita ao conjunto $ M. $ | ||
| - | Suponhamos que $ a $ um máximo ou mínimo local da restrição | + | Suponhamos que $ a $ é um máximo ou mínimo local da restrição |
| $ \nabla f(a) = \lambda \nabla g(a). $ | $ \nabla f(a) = \lambda \nabla g(a). $ | ||
| Line 80: | Line 80: | ||
| Pela **regra da cadeia**: | Pela **regra da cadeia**: | ||
| - | $ 0 = \nabla f(\gamma(0)) | + | $ 0 = \nabla f(\gamma(0)) |
| - | Portanto o vetor gradiente $ \nabla f (a) $ é ortogonal a $ M $ e lembre que $ \nabla g (a) $ também é ortognal | + | Portanto o vetor gradiente $ \nabla f (a) $ é ortogonal a $ M $ e lembre que $ \nabla g (a) $ também é ortogonal |
| $ \nabla f (a) = \lambda \nabla g (a). $ | $ \nabla f (a) = \lambda \nabla g (a). $ | ||
| - | **Teorema: | + | **Teorema: |
| - | <color # | + | <color # |
| Para achar máximo/ | Para achar máximo/ | ||
| Line 96: | Line 96: | ||
| Agora vamos abordar de outra forma, usando um exemplo explícito: | Agora vamos abordar de outra forma, usando um exemplo explícito: | ||
| - | Considere superfície dada por $ M:=\{g=c\} $ e $ p=(p_1, \cdots, p_n) $ um ponto fora do conjunto $ M. $ Ache os pontos no conjunto $ M $ que minimizam (ou pelo menos localmente minimizam) a distância até o ponto $ p. $ | + | Considere |
| Imagine um balão com centro $ p $ sendo enchido até tocar pela primeira vez o conjunto $ M. $ A ideia intuitiva é que sob certas hipóteses de regularidade, | Imagine um balão com centro $ p $ sendo enchido até tocar pela primeira vez o conjunto $ M. $ A ideia intuitiva é que sob certas hipóteses de regularidade, | ||
| Line 108: | Line 108: | ||
| <color # | <color # | ||
| - | Curva de Whatsapp | + | **Curva de Whatsapp** |
| $ f(x, y) = y^2 -x^3 -x^2 -x$. Usando multiplicadores de Lagrange achamos os pontos no círculo $ x^2+y^2=1$ que maximizam/ | $ f(x, y) = y^2 -x^3 -x^2 -x$. Usando multiplicadores de Lagrange achamos os pontos no círculo $ x^2+y^2=1$ que maximizam/ | ||
| - | <color # | + | <color # |
| **Entropia** | **Entropia** | ||
| Line 124: | Line 124: | ||
| <color # | <color # | ||
| - | $ A= xy + 2xz + 2yz =12$ é a área da caixa sem tampa. Queremos maximizar $ V(x, y,z)=xyz $. | + | $ A= xy + 2xz + 2yz =12$ é a área da caixa sem tampa. Queremos maximizar $ V(x, |
| **Mais de um vínculo** | **Mais de um vínculo** | ||
| Line 132: | Line 132: | ||
| Vamos enunciar com 2 restrições: | Vamos enunciar com 2 restrições: | ||
| - | **Teorema: | + | **Teorema: |
| $ \nabla f (x_0, y_0, z_0) = \lambda \nabla g (x_0, y_0, z_0) + \mu \nabla h (x_0, y_0, z_0). $ | $ \nabla f (x_0, y_0, z_0) = \lambda \nabla g (x_0, y_0, z_0) + \mu \nabla h (x_0, y_0, z_0). $ | ||
| Line 144: | Line 144: | ||
| $ \nabla f (x, y) =(1, 0) $ e portanto não existe $ \lambda \in \mathbb{R} $ tal que $ \nabla f (0, 0) = \lambda \nabla g (0, 0). $ | $ \nabla f (x, y) =(1, 0) $ e portanto não existe $ \lambda \in \mathbb{R} $ tal que $ \nabla f (0, 0) = \lambda \nabla g (0, 0). $ | ||
| - | <color # | + | <color # |
| - | $ g(x, y, z) = x^6 - z =0, h(x, y, z) = y^3 - z=0. $ Observe que a interseção destes dois conjuntos de nível é uma curva com seguinte | + | $ g(x, y, z) = x^6 - z =0, h(x, y, z) = y^3 - z=0. $ Observe que a interseção destes dois conjuntos de nível é uma curva com a seguinte |
| - | $ S: x \rightarrow | + | $ S: x \rightarrow |
| + | |||
| + | Agora considere $ f: \mathbb{R}^3 \rightarrow \mathbb{R}, f(x, y, z) =y. $ Observe que o ponto $ (0, 0, 0) $ é mínimo e vamos verificar se satisfaz | ||
| $ \nabla f (0, 0, 0) = (0, 1, 0), \nabla g(0, 0 ,0)= (0,0,-1) = \nabla h(0,0,0) $ e portanto $ \lambda \nabla g + \mu \nabla h(0, 0, 0) = (0, | $ \nabla f (0, 0, 0) = (0, 1, 0), \nabla g(0, 0 ,0)= (0,0,-1) = \nabla h(0,0,0) $ e portanto $ \lambda \nabla g + \mu \nabla h(0, 0, 0) = (0, | ||
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