MATLAB精品丛书 精通MATLAB最优化计算（第3版）

书籍目录

第1篇  MATLAB入门篇

第1章  MATLAB概述
2

1.1  MATLAB的产生与发展
2

1.2  MATLAB的优势与特点
3

1.3  MATLAB系统的构成
4

1.4  MATLAB桌面操作环境
5

1.4.1  MATLAB启动和退出
5

1.4.2  MATLAB主菜单及功能
7

1.4.3  MATLAB命令窗口
9

1.4.4  MATLAB工作空间
11

1.4.5  M文件编辑/调试器
14

1.4.6  图形窗口
15

1.4.7  MATLAB文件管理
16

1.4.8  MATLAB帮助使用
17

1.5  MATLAB的工具箱
17

1.6  小结
18

第2章  MATLAB计算基础
19

2.1  MATLAB数值类型
19

2.2  关系运算和逻辑运算
21

2.3  矩阵及其运算
22

2.3.1  矩阵的创建
22

2.3.2  矩阵的运算
23

2.4  复数及其运算
25

2.4.1  复数的表示
25

2.4.2  复数的绘图
26

2.4.3  复数的操作函数
27

2.5  符号运算
28

2.5.1  符号运算概述
28

2.5.2  常用的符号运算
30

2.6  小结
32

第3章  MATLAB绘图基础
33

3.1  MATLAB绘图的基本步骤
33

3.2  在工作空间直接绘图
34

3.3  利用绘图函数绘图
35

3.3.1  二维图形
35

3.3.2  三维图形
36

3.4  图形的修饰
40

3.5  小结
42

第4章  MATLAB编程基础
43

4.1  MATLAB编程概述
43

4.2  MATLAB编程原则
44

4.3  M文件
45

4.4  MATLAB程序流程控制
47

4.5  MATLAB的函数及调用
50

4.5.1  函数类型
50

4.5.2  函数参数传递
53

4.6  函数句柄
57

4.7  MATLAB程序调试
59

4.7.1  常见程序错误
59

4.7.2  调试方法
61

4.7.3  调试工具
62

4.7.4  M文件分析工具
65

4.8  MATLAB编程技巧
68

4.8.1  嵌套计算
68

4.8.2  循环计算
70

4.8.3  使用例外处理机制
70

4.8.4  使用全局变量
72

4.8.5  通过varargin传递参数
74

4.9  小结
75

第2篇  优化计算基础篇

第5章  MATLAB优化工具箱
78

5.1  工具箱概述
78

5.1.1  工具箱的功能
78

5.1.2  工具箱的特色
78

5.1.3  工具箱的结构
79

5.2  工具箱函数
79

5.3  GUI优化工具
82

5.3.1  GUI优化工具的启动
82

5.3.2  GUI优化工具的界面
83

5.3.3  GUI优化工具使用步骤
84

5.3.4  GUI优化工具应用实例
85

5.4  小结
92

第6章  无约束一维极值问题
93

6.1  进退法
93

6.2  黄金分割法
96

6.3  斐波那契法
98

6.4  牛顿法
102

6.4.1  基本牛顿法
102

6.4.2  全局牛顿法
104

6.5  割线法
107

6.6  抛物线法
109

6.7  三次插值法
112

6.8  可接受搜索法
114

6.8.1  Goldstein法
114

6.8.2  Wolfe-Powell法
117

6.9  MATLAB工具箱应用实例
119

6.9.1  应用fminbnd函数
119

6.9.2  应用fminsearch函数
125

6.9.3  应用改进的fminbnd函数
125

6.9.4  应用maple函数
127

6.10  小结
129

第7章  无约束多维极值问题
130

7.1  直接法
130

7.1.1  模式搜索法
130

7.1.2  Rosenbrock法
134

7.1.3  单纯形搜索法
137

7.1.4  Powell法
141

7.2  使用导数计算的间接法
144

7.2.1  最速下降法
145

7.2.2  共轭梯度法
146

7.2.3  牛顿法
149

7.2.4  修正牛顿法
150

7.2.5  拟牛顿法
152

7.2.6  信赖域法
158

7.2.7  显式最速下降法
160

7.3  MATLAB工具箱应用实例
162

7.3.1  应用fminsearch函数
162

7.3.2  应用fminunc函数
168

7.3.3  应用fminimax函数
170

7.4  小结
174

第8章  约束优化问题
175

8.1  Rosen梯度投影法
175

8.2  罚函数法
179

8.2.1  外点罚函数法
179

8.2.2  内点罚函数法
186

8.2.3  混合罚函数法
188

8.2.4  乘子法
193

8.3  坐标轮换法
196

8.4  复合形法
200

8.5  MATLAB工具箱应用实例
204

8.6  小结
205

第9章  非线性最小二乘优化问题
207

9.1  G-N法
207

9.2  修正G-N法
210

9.3  L-M法
212

9.4  MATLAB工具箱应用实例
216

9.5  小结
217

第10章  线性规划
218

10.1  单纯形法
218

10.2  修正单纯形法
225

10.3  大M法
229

10.4  变量有界单纯形法
231

10.5  MATLAB工具箱应用实例
233

10.6  小结
236

第11章  整数规划
237

11.1  割平面法
237

11.2  分支定界法
243

11.3  0-1规划
249

11.4  MATLAB工具箱应用实例
252

11.5  小结
253

第12章  二次规划
254

12.1  拉格朗日法
254

12.2  起作用集算法
256

12.3  路径跟踪法
260

12.4  MATLAB工具箱应用实例
263

12.5  小结
267

第3篇  优化计算高级篇

第13章  粒子群优化算法
270

13.1  粒子群算法概述
270

13.2  基本粒子群算法
271

13.3  带压缩因子的粒子群算法
275

13.4  权重改进的粒子群算法
279

13.4.1  线性递减权重法
279

13.4.2  自适应权重法
283

13.4.3  随机权重法
286

13.5  变学习因子的粒子群算法
288

13.5.1  同步变化的学习因子
288

13.5.2  异步变化的学习因子
291

13.6  二阶粒子群算法
294

13.7  二阶振荡粒子群算法
296

13.8  混沌粒子群算法
299

13.9  混合粒子群算法
303

13.9.1  基于自然选择的算法
303

13.9.2  基于杂交的算法
306

13.9.3  基于模拟退火的算法
309

13.10  小结
312

第14章  遗传算法
313

14.1  遗传算法概述
313

14.2  基本遗传算法
314

14.3  顺序选择遗传算法
318

14.4  适值函数标定的遗传算法
322

14.5  大变异遗传算法
326

14.6  自适应遗传算法
330

14.7  双切点交叉遗传算法
333

14.8  多变异位自适应遗传算法
337

14.9  MATLAB工具箱应用实例
341

14.10  小结
344

第4篇  综合实战篇

第15章  工程最优化实战
346

15.1  线性规划实战
346

15.1.1  生产任务分配问题
346

15.1.2  运输问题
349

15.1.3  生产运输问题
353

15.1.4  资源利用问题
359

15.2  整数规划实战
360

15.2.1  下料问题
360

15.2.2  配套问题
362

15.2.3  有限选址问题
364

15.2.4  生产组织与计划问题
365

15.3  无约束优化实战
366

15.3.1  选址问题
366

15.3.2  销售利润问题
368

15.3.3  库存问题
369

15.4  约束优化实战
371

15.4.1  最大体积问题
371

15.4.2  资源分配问题
372

15.4.3  和三角形有关的极值问题
373

15.4.4  点到曲线的距离
374

15.4.5  曲线到曲线的距离
378

15.5  小结
380

第16章  经济金融最优化实战
381

16.1  最大利润问题
381

16.1.1  不考虑销售影响
381

16.1.2  考虑销售影响
382

16.2  最优消费问题
384

16.3  最优投资分配问题
385

16.4  最优资金使用问题
387

16.5  最优产量问题
388

16.5.1  古诺竞争模型
388

16.5.2  斯塔克尔伯格竞争模型
389

16.6  最优投资组合问题
390

16.6.1  标准均值-方差组合
391

16.6.2  有上界的均值-方差组合
392

16.6.3  有交易成本的均值-方差组合
393

16.6.4  自融资均值-方差投资组合
394

16.7  小结
395

附录A  MATLAB优化工具箱函数注释
396

附录B  本书所编写的优化算法程序索引
398

参考文前  401

作者简介

《精通MATLAB最优化计算（第3版）》的主要内容是应用MATLAB来解决最优化问题，通过将“最优化问题”、“MATLAB优化工具箱”和“MATLAB编程”这三方面有机结合进行讲述，实用性非常强，优化的方法也非常丰富，包括无约束极值求解、约束优化、非线性最小二乘优化、线性规划、整数规划、二次规划、粒子群优化算法和遗传算法。

《精通MATLAB最优化计算（第3版）》侧重于最优化算法的MATLAB实现，同时精选了大量的最优化问题实例，通过实例的分析与求解，切实教会读者掌握MATLAB在最优化问题方面的应用。

通过《精通MATLAB最优化计算（第3版）》，读者不仅能掌握使用MATLAB最优化工具箱来快速解决实际问题，而且能学会分析优化算法和采用MATLAB编程解决最优化问题，从而提高分析和解决问题的能力。

《精通MATLAB最优化计算（第3版）》可供信息、数学、经济、金融、管理、运筹、统计、计算机以及相关理工科专业的本科生和研究生作为教材、实验或教学参考书，也可供相关工程技术与管理人员、数学建模爱好者参考。

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