viernes, 21 de octubre de 2011

OPTIMIZACION N°1

En matemáticas la optimización o programación matemática intenta dar respuesta a un tipo general de problemas donde se desea elegir el mejor entre un conjunto de elementos. En su forma más simple, el problema equivale a resolver una ecuación de este tipo:

Donde x = (x1,...,xn) es un vector y representa variables de decisión, f(x) es llamada función objetivo y representa o mide la calidad de las decisiones (usualmente números enteros o reales) y Ω es el conjunto de puntos o decisiones factibles o restricciones del problema.
Algunas veces es posible expresar el conjunto de restricciones Ω como solución de un sistema de igualdades o desigualdades.

Un problema de optimización trata entonces de tomar una decisión óptima para maximizar (ganancias, velocidad, eficiencia, etc.) o minimizar un criterio determinado (costos, tiempo, riesgo, error, etc). Las restricciones significan que no cualquier decisión es posible.


EJEMPLO

De todos los triángulos isósceles de 12 m de perímetro, hallar los lados del que tome área máxima.
Triángulo
La función que tenemos que maximizar es el área del triángulo:
Ärea
Relacionamos las variables:
2x + 2y = 12
x = 6 − y
Sustituimos en la función:
Sustitución
Derivamos, igualamos a cero y calculamos las raíces.
Raíces de la derivada
Raíces de la derivada
Realizamos la 2ª derivada y sustituimos por 2, ya que la solución y = 0 la descartamos porque no hay un triángulo cuyo lado sea cero.
Derivada 2ª
Derivada 2ª
Derivada 2ª
Por lo que queda probado que en y = 2 hay un máximo.

La base (2y) mide 4m y los lados oblicuos (x) también miden 4 m, por lo que el triangulo de área máxima sería un triangulo equilatero.

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