Mis on piiratud optimeerimine?

Lihtsamalt öeldes on piiratud optimeerimine numbriliste meetodite kogum, mida kasutatakse probleemide lahendamiseks, mille puhul soovitakse minimeerida kogukulusid, tuginedes sisenditele, mille piirangud või piirangud ei ole rahuldatud. Äris, rahanduses ja majanduses kasutatakse seda tavaliselt miinimumi või miinimumide kogumi leidmiseks kulufunktsiooni jaoks, kus kulu varieerub sõltuvalt sisendite (nt tooraine, tööjõu ja muude ressursside) erinevast saadavusest ja maksumusest. . Seda kasutatakse ka maksimaalse tootluse või tootluse kogumi leidmiseks, mis sõltub saadaolevate rahaliste ressursside muutuvatest väärtustest ja nende piiridest, näiteks kapitali summast ja maksumusest ning absoluutsest miinimum- või maksimumväärtusest, milleni need muutujad võivad jõuda. On olemas lineaarsed, mittelineaarsed, mitme eesmärgiga ja hajutatud piirangute optimeerimise mudelid. Lineaarne programmeerimine, maatriksalgebra, haru- ja seotud algoritmid ning Lagrange’i kordajad on mõned selliste probleemide lahendamiseks tavaliselt kasutatavad tehnikad.

Piiratud optimeerimismeetodi valik sõltub konkreetsest probleemi tüübist ja lahendatavast funktsioonist. Laiemalt on sellised meetodid seotud piirangutega rahulolu probleemidega, mis nõuavad kasutajalt teatud piirangute komplekti täitmist. Piiratud optimeerimisprobleemid nõuavad seevastu kasutajalt rahuldamata piirangute kogukulu minimeerimist. Piirangud võivad olla suvaline Boole’i ​​võrrandite kombinatsioon, nagu f(x)=0, nõrgad võrratused, nagu g(x)>=0, või ranged võrratused, nagu g(x)>0. Võib eksisteerida globaalseid ja kohalikke miinimum- ja maksimummäärasid; see sõltub sellest, kas lahenduste hulk on suletud või mitte, st piiratud arv maksimume või miinimume ja/või piiratud, mis tähendab, et on olemas absoluutne miinimum või maksimumväärtus.

Piiratud optimeerimist kasutatakse laialdaselt rahanduses ja majanduses. Näiteks kasutavad portfellihaldurid ja muud investeerimisspetsialistid seda kapitali optimaalse jaotuse modelleerimiseks kindlaksmääratud investeerimisvalikute vahel, et saavutada teoreetiline maksimaalne investeeringutasuvus ja minimaalne risk. Mikroökonoomikas võib kulufunktsioonide minimeerimiseks kasutada piiratud optimeerimist, samas maksimeerida väljundit, määratledes funktsioonid, mis kirjeldavad, kuidas sisendid, nagu maa, tööjõud ja kapital, erinevad väärtuselt ning määravad kogutoodangu ja kogukulud. Makromajanduses võib maksupoliitika kujundamiseks kasutada piiratud optimeerimist; see võib hõlmata kavandatavale bensiinimaksule maksimaalse väärtuse leidmist, mis vähendab tarbijate rahulolematust või annab tarbijate rahulolu kõrgemaid kulusid arvestades maksimaalselt.