Necessary and Sufficient Conditions for an Extremum in Complex Problems of Optimization of Systems Described by Polynomial and Analytic Functions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

When studying complex optimization and control problems for systems described by polynomial and analytic functions, there is often a need to use necessary and sufficient optimality conditions. Moreover, if the known conditions turn out to be inapplicable, it is required to develop as subtle conditions as possible. This problem is studied in this article. The necessary and sufficient conditions for a local extremum are formulated for polynomials and power series. With a small number of variables, these conditions can be tested using practically implemented algorithms. The main ideas of the proposed methods involve using the Newton polytope for a polynomial (power series) and the expansion of a polynomial (power series) into a sum of quasi-homogeneous polynomial forms. The obtained results provide the practically applicable methods and algorithms necessary for solving complex problems of optimization and control of systems, which are described by polynomial and analytical functions. Specific examples of tasks in which the proposed technique can be used are given.

About the authors

V. N. Nefedov

Moscow Aviation Institute (National Research University), 125080, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: nefedovvn54@yandex.ru
Россия, Москва

References

  1. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1980.
  2. Нефедов В.Н. Необходимые и достаточные условия локального минимума в полиномиальных задачах минимизации. М.: МАИ. 1989. 64 с. – Деп. в ВИНИТИ 02.11.89, № 6830–В89.
  3. Нефедов В.Н. Об оценивании погрешности в выпуклых полиномиальных задачах оптимизации // ЖВМ и МФ. 1990. Т. 30. № 2. С. 200–216.
  4. Нефедов В.Н. Необходимые и достаточные условия экстремума в аналитических задачах оптимизации // Тр. МАИ. Математика. 2009. № 33. 32 с.
  5. Гиндикин С.Г. Энергетические оценки, связанные с многогранником Ньютона // Тр. Москов. матем. об-ва. 1974. Т. 31. С. 189–236.
  6. Брюно А.Д. Степенная геометрия в алгебраических и дифференциальных уравнениях. М.: Наука. Физматлит, 1998.
  7. Волевич Л.Р., Гиндикин С.Г. Метод многогранника Ньютона в теории дифференциальных уравнений в частных производных. М.: Изд-во Эдиториал УРСС, 2002. 312 с.
  8. Хованский А.Г. Многогранники и алгебра // Тр. ИСА РАН. 2008. Т. 38.
  9. Нефедов В.Н. Об одном методе исследования полинома на знакоопределенность в положительном ортанте // Тр. МАИ. Математика. 2006. № 22. 43 с.
  10. Еремин И.И., Астафьев Н.Н. Введение в теорию линейного и выпуклого программирования. М.: Наука, 1976. 192 с.
  11. Брёнстед А. Введение в теорию выпуклых многогранников. М.: Мир, 1988. 240 с.
  12. Белоусов Е.Г. Введение в выпуклый анализ и целочисленное программирование. М.: Изд-во МГУ, 1977. 196 с.
  13. Floudas C.A., Pardalos P.M., Adjimann C.S., Esposito W.R., Gumus Z.H., Harding S.T., Schweiger C.A. Handbook of test problems in local and global optimization // Springer US. 1999. V. 67. 442 p. https://titan.princeton.edu/TestProblems/
  14. Tjoa I.-B., Biegler L.T. Simultaneous solution and optimization strategies for parameter estimation of differential-algebraic equation systems // Industrial & Engineering Chemistry Research. 1991. V. 30. № 2. P. 376–385. https://doi.org/10.1021/ie00050a015

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (34KB)


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies