Tek değişkenli optimizasyon

Python ile Optimizasyona Giriş

Jasmin Ludolf

Content Developer

Örnek: Üretimde optimizasyon

 

Amaç fonksiyonu:

$P = 40q - 0.5q^2$

  • Tek değişkenli: tek değişkeni vardır

Kârın miktarla değişimi.

Python ile Optimizasyona Giriş

Örnek: Üretimde optimizasyon

 

Amaç fonksiyonu:

$P = 40q - 0.5q^2$

  • Tek değişkenli: tek bir değişkeni vardır

Kârın miktarla değişimi.

Python ile Optimizasyona Giriş

Türev hesaplama

 

Amaç fonksiyonu:

$P = 40q - 0.5q^2$

Türev: eğimin nasıl davrandığını açıklar

$\frac{dP}{dq} = 40 - q$

from sympy import symbols, diff, solve


q = symbols('q')
P = 40 * q - 0.5 * q**2
dp_dq = diff(P)
print(f"The derivative is: {dp_dq}")
The derivative is: 40 - 1.0*q
1 https://docs.sympy.org/latest/index.html
Python ile Optimizasyona Giriş

Kritik nokta

Türev sıfıra eşit olduğunda optimum bulunur

  • Kritik noktalar: türevin sıfır olduğu noktalar

Optimum $q$ şu koşulu sağlar:

$\frac{dP}{dq} = 40 - q = 0$

q_opt = solve(dp_dq)
print(f"Optimum quantity: {q_opt}")
Optimum quantity: [40.0000000000000]
Python ile Optimizasyona Giriş

Maksimum, minimum ya da değil mi?

 

Kârın miktarla değişimi.

 

Amaç fonksiyonu:

$p = 40q - 0.5q^2$

q_opt = solve(p_prime)
print(f"Optimum quantity: {q_opt}")
Optimum quantity: [40.0000000000000]
Python ile Optimizasyona Giriş

Konvekslik ve konkavlık

 

Çanak aşağı (konkav) fonksiyon.

  • Maksimum

 

Çanak yukarı (konveks) fonksiyon.

  • Minimum
Python ile Optimizasyona Giriş

İkinci türev

 

  • Türevin türevi
  • Değişkene göre eğimin değişim hızı

 

  • Noktada 2. türev $< 0$ ise: Maksimum
  • Noktada 2. türev $> 0$ ise: Minimum
  • Noktada 2. türev $= 0$ ise: hiçbiri

Kârın miktarla değişimi.

Python ile Optimizasyona Giriş

Örnek: Maksimum, minimum ya da değil mi?

 

Türev:

$\frac{dp}{dq} = 40 - q$

 

İkinci türev:

$\frac{d^2p}{dq^2} = -1 < 0$

  • Maksimum!

 

d2p_dq2 = diff(dp_dq)

sol = d2p_dq2.subs('q', q_opt)
print(f"The 2nd derivative is: {sol}")
The 2nd derivative is: -1.0000000000000
Python ile Optimizasyona Giriş

Optimizasyonda türevler

 

  • Birinci türevler
    • Optimizasyonda kritik noktaları bulur
  • İkinci türevler
    • Minimum mu maksimum mu belirler
Python ile Optimizasyona Giriş

Hadi pratik yapalım!

Python ile Optimizasyona Giriş

Preparing Video For Download...