数学规划英文解释翻译、数学规划的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 mathematical programming
【经】 mathematical programming
分词翻译:
数学的英语翻译:
math; mathematics
【机】 mathematics
规划的英语翻译:
mark out; plan; program; programming
【计】 planning
【医】 schema; scheme
【经】 plan; planning; projection; scheme
专业解析
数学规划(Mathematical Programming) 指在给定约束条件下,求解目标函数最优解(最大值或最小值)的一类数学方法。它是运筹学(Operations Research)的核心分支,广泛应用于经济管理、工程设计、资源分配等需要优化决策的领域。其核心思想是将实际问题抽象为数学模型,通过数学工具寻找最佳行动方案。
核心要素解析
- 目标函数(Objective Function):需要最大化或最小化的数学表达式,代表了决策的目标(如利润最大、成本最小、距离最短)。英文对应:Objective Function。
- 决策变量(Decision Variables):在模型中可以被控制或选择的未知量,其取值决定了目标函数的结果和是否满足约束。英文对应:Decision Variables。
- 约束条件(Constraints):限制决策变量取值范围的数学表达式(等式或不等式),代表了实际问题中的资源限制、技术条件、法规要求等。英文对应:Constraints。
主要类型
数学规划根据目标函数和约束条件的数学性质,可分为若干子类:
- 线性规划(Linear Programming, LP):目标函数和所有约束条件均为决策变量的线性函数。这是最基础、应用最广泛的类型,求解方法成熟(如单纯形法)。
- 非线性规划(Nonlinear Programming, NLP):目标函数或约束条件中至少有一个是决策变量的非线性函数。求解通常比线性规划复杂,涉及梯度法、牛顿法等。
- 整数规划(Integer Programming, IP):要求部分或全部决策变量取整数值(如人数、设备台数)。包含纯整数规划、混合整数规划(部分变量为整数)、0-1规划(变量取0或1)。
- 动态规划(Dynamic Programming, DP):用于解决具有多阶段决策性质的问题,通过将原问题分解为相互关联的子问题并分阶段求解,利用最优性原理找到全局最优解。适用于资源分配、路径优化等。
- 多目标规划(Multi-objective Programming):同时考虑多个(常相互冲突的)目标函数进行优化。通常不存在单一最优解,而是寻求帕累托最优解集(Pareto Optimal Set)。
应用领域
数学规划为复杂系统的优化决策提供了强大的理论工具和实用方法:
- 生产计划:优化生产排程、库存管理、资源调配。
- 物流运输:设计最优运输路线、设施选址、车辆调度。
- 金融投资:构建最优投资组合、风险管理。
- 能源管理:电网优化调度、可再生能源配置。
- 人工智能:机器学习模型训练、算法设计中的优化问题。
权威参考来源
- 中国科学院数学与系统科学研究院 - 运筹学简介:中国顶级研究机构对运筹学及其核心分支数学规划的概述。
- MIT OpenCourseWare - Nonlinear Programming:麻省理工学院关于非线性规划的公开课程资料。
- Princeton University - Integer Programming:普林斯顿大学关于整数规划的讲义。
- Stanford University - Dynamic Programming:斯坦福大学关于动态编程的课程笔记。
- University of Colorado - Multiobjective Optimization:科罗拉多大学博尔德分校关于多目标优化的教材附录。
网络扩展解释
数学规划(Mathematical Programming)是运筹学的重要分支,主要研究在约束条件下寻找目标函数的最优解(最大值或最小值),广泛应用于资源分配、生产调度、金融投资等领域。以下是其核心要点:
一、基本组成
- 目标函数
需要优化的数学表达式,例如利润最大化($max f(x)$)或成本最小化($min f(x)$)。
- 决策变量
影响目标函数的可控变量,例如生产量、投资金额等。
- 约束条件
限制变量取值的方程或不等式,例如资源限制、时间限制等。
二、主要类型
- 线性规划(LP)
目标函数和约束条件均为线性,典型应用如运输路径优化。
示例:$min c^T x quad text{s.t.} quad A x leq b$
- 非线性规划(NLP)
目标函数或约束含非线性项,例如机器学习模型训练中的梯度下降。
- 整数规划(IP)
要求变量为整数,适用于排班调度等离散决策问题。
- 动态规划(DP)
通过分解多阶段问题逐步求解最优策略,例如最短路径问题。
三、求解方法
- 精确算法:如单纯形法(线性规划)、分支定界法(整数规划)。
- 启发式算法:如遗传算法、模拟退火,适用于复杂非线性问题。
四、应用领域
- 经济与金融:投资组合优化、风险控制。
- 工程管理:供应链调度、能源分配。
- 人工智能:神经网络的参数优化。
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