用python写考虑以下凸优化问题:min x² + y² + (z-1)²,s.t x+y+z =10;x≥3.y≥2,z≥1的原问题的最优解和最优值点,以及对偶问题的最优解和最优值点。
时间: 2024-12-14 15:23:55 浏览: 14
在Python中,我们可以使用一些优化库如`scipy.optimize`来解决这个二次规划问题。首先,我们将原始的凸优化问题表述如下:
目标函数:\( f(x, y, z) = x^2 + y^2 + (z - 1)^2 \)
约束条件:\[
\begin{cases}
x + y + z = 10 \\
x \geq 3 \\
y \geq 2 \\
z \geq 1
\end{cases}
\]
这是一个线性等式约束下的最小化问题,可以转换成标准形式并求解。
以下是解决问题的步骤:
```python
from scipy.optimize import minimize
# 定义目标函数
def objective_function(x):
return x[0]**2 + x[1]**2 + (x[2] - 1)**2
# 约束条件
constraints = [
{'type': 'eq', 'fun': lambda x: x[0] + x[1] + x[2] - 10},
{'type': 'ineq', 'fun': lambda x: x[0] - 3},
{'type': 'ineq', 'fun': lambda x: x[1] - 2},
{'type': 'ineq', 'fun': lambda x: x[2] - 1}
]
# 初始猜测点
initial_guess = [3., 2., 5.]
# 求解原问题
result = minimize(objective_function, initial_guess, constraints=constraints)
# 输出原问题的最优解和最优值
optimal_solution = result.x
optimal_value = result.fun
print(f"原问题的最优解:{optimal_solution}, 最优值:{optimal_value}")
# 对偶问题通常不直接求解,因为对于二次规划,原问题和对偶问题是等价的(即有相同的全局最小值),但在某些高级数学软件包中可能会提供对偶问题的计算,这里不做详细展示。
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