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Método del Gradiente

Un modelo de Programación Lineal (PNL) es aquel donde las variables de decisión se expresan como funciones no lineales ya sea en la función objetivo y/o restricciones de un modelo de optimización. Esta característica particular de los modelos no lineales permite abordar problemas donde existen economías o deseconomías de escala o en general donde los supuestos asociados a la proporcionalidad no se cumplen.

En este sentido el método del gradiente (conocido también como método de Cauchy o del descenso más pronunciado) consiste en un algortimo específico para la resolución de modelos de PNL sin restricciones, perteneciente a la categoría de algoritmos generales de descenso, donde la búsqueda de un mínimo esta asociado a la resolución secuencial de una serie de problemas unidimensionales.

Los pasos asociados a la utilización del método del gradiente o descenso más pronunciado consiste en:

metodo_del_gradiente

Ejemplo del Método del Gradiente

Considere el siguiente modelo de programación no lineal sin restricciones. Aplique 2 iteraciones del método del gradiente a partir del punto inicial X0=(1,1).

ejemplo_metodo_del_gradiente

primera_iteracion

segunda_iteracion

Luego de realizar la segunda iteración se verifica que se cumplen las condiciones necesarias de primer orden (d1=(0,0)). Adicionalmente se puede comprobar que la función objetivo resulta ser convexa y en consecuencia las condiciones de primer orden resultan ser suficientes para afirmar que la coordenada (X1,X2)=(-2,1) es el óptimo o mínimo global del problema.