Was ist lineare optimierung?

Gefragt von: Hans-Jörg Lorenz  |  Letzte Aktualisierung: 16. April 2022
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Die lineare Optimierung oder lineare Programmierung ist eines der Hauptverfahren des Operations Research und beschäftigt sich mit der Optimierung linearer Zielfunktionen über einer Menge, die durch lineare Gleichungen und Ungleichungen eingeschränkt ist.

Wie funktioniert lineare Optimierung?

Die lineare Optimierung beschäftigt sich im Grunde mit der Maximierung oder Minimierung einer linearen Funktion unter Nebenbedingungen. ... die Nichtnegativitätsbedingung: die Entscheidungsvariablen der linearen Optimierung dürfen nur größer oder gleich null sein.

Was bedeutet lineare Programmierung?

Lineare Programmierung (LP) (auch lineare Planungsrechnung, lineare Optimierung) ist die Minimierung oder Maximierung einer Zielfunktion unter Beachtung verschiedener Nebenbedingungen (Restriktionen), wobei die Variablen in Zielfunktion und Nebenbedingungen nur in der ersten Potenz auftreten.

Wann ist ein optimierungsproblem linear?

Die lineare Optimierung behandelt nur Probleme, bei denen die Variablen beliebige reelle Zahlen annehmen dürfen. Ein (gemischt-)ganzzahliges lineares Programm, bei dem einige Variablen nur ganzzahlige Werte annehmen dürfen, ist kein Spezialfall, sondern – im Gegenteil – eine Verallgemeinerung.

Wann ist eine Lösung optimal?

im Zusammenhang mit einem Maximierungs-(Minimierungs-)Problem Lösung des betreffenden Restriktionssystems (LP-Modell), dessen zugehöriger Zielwert von keiner anderen Lösung des Restriktionssystems übertroffen (unterschritten) wird.

Lineare Optimierung, Übersicht, Ablauf, Grundlagen, Variablen, Nebenbedingung, Zielfunktion

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Wann ist ein LP zulässig?

Wenn der optimale Zielfunktionswert des Hilfsprogramms negativ ist, dann hat das ursprüngliche lineare Programm keine zulässige Lösung. Ist die Lösung gleich 0, dann hat das ursprüngliche LP eine Lösung. Beweis: wenn es eine Lösung von LP gibt, dann muss es sie auch geben, wenn -x0 0 wird.

Was ist die Nichtnegativitätsbedingung?

Nichtnegativitätsbedingungen sind im Rahmen der Linearen Programmierung (LP) und der anderen Operations Research-Verfahren zu beachtende Nebenbedingungen, wonach keine der Variablen des linearen Gleichungssystems negative Werte annehmen darf.

Was ist ein Maximierungsproblem?

Bei der Lösung von linearen Optimierungsmodellen, muss dieses allerdings in Standardform gegegeben sein. Von der Standardform ist die Rede, wenn ein Maximierungsproblem vorliegt (Maximierung der Zielfunktion), die Nebenbedingungen die Ungleichungen \le enthalten und die Nichtnegativitätsbedingung gegeben ist.

Wie berechnet man die Zielfunktion?

Nun wird auch die Zielfunktion in die Hauptform y=kx+d umgeformt und im Nullpunkt eingezeichnet. Man verschiebt nun die Gerade so lange parallel nach oben, bis man den äußersten Punkt des Vierecks erreicht hat!

Was ist ein Optimierungsalgorithmus?

Sie befasst sich mit Methoden zur Auffindung von Extremstellen, Minima oder Maxima, in einer Funktion. Die Optimierung im Bereich der numerischen Simulation integriert bzw. adaptiert diese Methoden, um die technischen Aufgabenstellungen hinsichtlich einer oder mehrerer Zielgrössen bestmöglich zu verbessern.

Was ist ein Zielfunktion?

Die Zielfunktion ist in mathematischer Form ausgedrückte Gesamtheit von Zielen, die nach Inhalt, Umfang und zeitlichem Bezug von der Unternehmensleitung festgelegt wird und nach welcher sich die Unternehmenspolitik und Betriebspolitik richtet.

Wann dualer und Primaler Simplex?

Der duale Simplexalgorithmus wird angewendet, wenn die Werte der rechten Seite der Nebenbedingungen negativ sind. Der primale Simplexalgorithmus wird angewendet, wenn alle Werte der rechten Seite positiv sind.

Was ist eine bindende Nebenbedingung?

Als Nebenbedingungen (lateinisch Restriktion, im Operations Research auch eingedeutscht verwendet) werden in verschiedenen Einzelwissenschaften solche Bedingungen bezeichnet, die sich von der eigentlichen Hauptbedingung unterscheiden, zusätzlich zu erfüllen sind und dabei die Hauptbedingung einschränken.

Was ist eine entscheidungsvariable?

Entscheidungsvariablen sind die durch einen Entscheider beeinflussbaren Größen (wie etwa Preise, Mengen), deren mögliche Ausprägungen die Menge der Handlungsalternativen definieren.

Sind Restriktionen Nebenbedingungen?

Nebenbedingungen, mathematisch ausgedrückt in Gleichungen oder Ungleichungen, wodurch die Anzahl der zulässigen Lösungen eingeschränkt wird. Bei der linearen Programmierung (Simplexmethode) sind die Restriktionen lineare Ungleichungen.

Wann ist ein Simplextableau optimal?

Die Basis- und Ausgangslösung lautet (wenn X2 und X4 = 0): s1=1400, s2=1600, s3=500, s4=50, s5=150. ... Die Optimallösung ist solange nicht gegeben, solange X2 und X4 negativ sind. In unserem Fall sind sowohl X2, als auch X4 noch negativ. Das Ausgangstableau ist demnach nicht optimal.

Wo wird Simplex verwendet?

Simplex ist mit drei verschiedenen Indikationen zur Anwendung auf Wiesen und Weiden während der Vegetationsperiode zugelassen: Gegen zweikeimblättrige (dikotyle) Unkräuter durch eine Flächenbehandlung (spritzen) mit einer Aufwandmenge von 2,0 l/ha.

Was ist eine optimierungsaufgabe?

Bei Extremwertaufgaben, auch Optimierungsaufgaben oder Extremwertprobleme genannt, wird, wie der Name schon sagt, nach einem Extrempunkt gesucht. Ein Extrempunkt ist ein Hochpunkt oder ein Tiefpunkt. So kann zum Beispiel nach der größtmöglichen Fläche, die mit einem Stück Zaun eingezäunt werden kann, gefragt werden.

Was ist ein Extremwertproblem?

Bei Extremwertprobleme (auch Optimierungsaufgaben oder Extremwertaufgaben genannt) geht es darum, Prozesse zu optimieren, minimalen oder maximalen Aufwand, Material oder Volumen zu erhalten. ... Wenn z.B. nach maximalen Volumen gefragt wird, ist die Hauptbedingung .

Was ist numerische Optimierung?

Bei der Anwendung numerischer Optimierungsverfahren mit Computerunterstützung weist die Auswahl der verwendeten Methoden gegenläufige Effekte zwischen Rechengeschwindigkeit und Genauigkeit der Erreichung des Optimums auf.

Was ist Optimierungspotential?

Optimierungspotenzial bedeutet etwa die gleiche wie Luft Nach Oben.

Was gibt es für Algorithmen?

Klassen von Algorithmen nach Verfahren
  • Approximationsalgorithmus.
  • Dynamischer Algorithmus.
  • Evolutionärer Algorithmus.
  • Greedy-Algorithmus.
  • Probabilistischer Algorithmus.

Wie entsteht ein Algorithmus?

Formale Definition

Eine Berechnungsvorschrift zur Lösung eines Problems heißt genau dann Algorithmus, wenn eine zu dieser Berechnungsvorschrift äquivalente Turingmaschine existiert, die für jede Eingabe, die eine Lösung besitzt, stoppt.

Wie funktioniert ein Algorithmus?

Ein Algorithmus ist ein schrittweises Verfahren zum Lösen eines Problems durch ein spezielles Regelwerk. Algorithmen bestehen aus einer Folge von elementaren Anweisungen (z. B. Grundrechenarten, logischen Operationen), die nach endlich vielen Schritten die Lösung des gestellten Problems liefern.

Wie funktioniert ein Algorithmus einfach erklärt?

Begriff „Algorithmus“

Allgemein gesagt, gibt ein Algorithmus eine Vorgehensweise vor, um ein Problem zu lösen. Anhand dieses Lösungsplans werden in Einzelschritten Eingabedaten in Ausgabedaten umgewandelt.