2절 최적화문제
주어진 조건에서 최상의 선택을 찾는 것을 최적화(optimization)라고 한다. 최상의 선택이란 주어진 상황에 따라 최대값을 찾는 것일 수도 있고 아니면 최소값을 츶는 것이 될 수도 있다.
예를 들어, 제조자의 입장에서는 정해진 물량을 최소의 비용으로 생산하기를 바랄 것이고, 소비자의 입장에서는 정해진 가격에 가능한 많은 양의 물건을 사고자 할 것이다. 물류를 운영하는 사람이라면 정해진 지점들을 가장 빠르게 모두 방문할 수 있는 경로를 찾고 싶어 한다. 경영자의 경우라면 비용은 최소화하고 이윤은 최대화 하기를 원할 것이다. 이 절에서는 미분을 이용하여 최적화 문제를 해결하는 방법을 살펴보기로 한다. 우선 최대값, 최소값의 정의를 다시 한번 살펴보자.

최대값, 최소값 구하기
최대·최소값 정리에 의하여 연속인 함수

닫힌 구간 [a.b]에서 함수
1a. :
주어진 구간이 유한한 닫힌 구간 [a,b]가 아닌 경우에는 최대값과 최소값이 항상 존재하는 것은 아니다. 주어진 구간이 무한 구간인 경우에는
최적화 문제
자연현상이나 경제활동에서의 최적화 문제는 비용을 최소화하거나 효율을 최대화하는 문제 등을 포함한다. 대부분의 문제에는 변수가 둘 이상이 주어지며 변수 사이의 관계식이 주어진다. 이런 경우 최소화, 또는 최대화하고 싶은 함수를 한의 변수로 나타내는 것이 우선되어야 한다. 또한 주어진 관계식에서 변수가 취할 수 있는 범위도 구하여야 한다.
문제)
담에 직사각형 모양의 울타리를 쳐서 임시 창고를 만들려고 한다. 울타리의 길이가 15m 일 때 창고의 넓이를 최대로 하려면 창고의 가로, 세로의 길이를 어떻게 해야 하는가?

가로의 길이를
창고의 넓이는
이므로 문제는 조건 (5.2)를 만족하는
이므로
이다. A의 임계점은
이다.
이므로 y=\frac{15}{4}에서 A는 극대값
을 갖는다. 함수 A의 긍감을 살펴보면 다음과 같다.

따라서 유일한 극대값은 최대값이 된다. 이때 최대값은
이다.
일반적으로 최적화 문제는 다음과 같은 과정을 거쳐서 해결한다.

임계점이 하나일 때
위 문제처럼 함수가 정의된 구간 안에 임계점이 하나만 있는 경우를 살펴보자.
가 유일한 임계점

임계점이 유일한 경우 임계점에서 함수가 위로 볼록하면 이 점은 최대점이 된다. 반대로 아래로 볼록하면 최소점이 된다.

두 번 미분가능한 함수
이면f″(c)>0 는y=f(x) 에서 최소값x=c 를 갖는다.f(c) 이면f″(c)<0 는y=f(x) 에서 최대값x=c 를 갖는다.f(c)
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