Штрафны'х фу'нкций ме'тод,
метод сведения задач об отыскании условного (относительного) экстремума функций к задачам отыскания безусловного (абсолютного) экстремума. Рассмотрим Ш. ф. м. на примере задач математического программирования. Пусть требуется минимизировать функцию j(х
) на множестве X =
{x
: f i
(x
) ³ 0, I
= 1, 2,... m
} n
-мерного евклидова пространства. Штрафной функцией, или штрафом (за нарушение ограничений f i
(x
) ³ 0, i =
1, 2,... m
), называют функцию y (х
, а
), зависящую от х
и числового параметра а
> 0, обладающую след. свойствами: y(х
, а) = 0, если х
Î Х
и y(х
, а
) >
0, если x
Ï X.
Построим функцию M
(x
, a) = j(x
) + y(х
, a) и обозначим через x
(a) любую точку её безусловного глобального минимума. Пусть
. Функцию y(х
, a) выбирают таким образом, чтобы j(x
(a))® j* при a ® +¥. В качестве j(х
, a) часто выбирают функцию
, q
³ 1.
Выбор конкретного вида функции y(x , a) связан как с проблемой сходимости Ш. ф. м., так и с проблемами, возникающими при решении задачи безусловной минимизации функции М (х , a).
В несколько более общей постановке Ш. ф. м. заключается в сведении задачи минимизации функции j(х ) на множестве Х к задаче минимизации некоторой параметрической функции М (х , a) на множестве более простой структуры с точки зрения эффективности применения численных методов минимизации, чем исходное множество X .
Лит.: Моисеев Н. Н., Элементы теории оптимальных систем, М., 1975; Фиакко А., Мак-Кормик Г., Нелинейное программирование, пер. с англ., М., 1972; Сеа Ж., Оптимизация, пер. с франц., М., 1973.
В. Г. Карманов.