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| 內容簡介： |
本书的主要内容是应用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，即一方面是使用工具箱来快速解决最优化问题，另一方面是通过算法编程深入解决最优化问题实用性非常强，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。
本书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。
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| 目錄：
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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 综合应用实战篇
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
参考文献401
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| 內容試閱：
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第1版前言
最优化理论和方法日益受到重视，已经渗透到生产、管理、商业、军事、决策等各个领域，而最优化模型与方法广泛应用于工业、农业、交通运输、商业、国防、建筑、通信、政府机关等各个部门及各个领域。
伴随着计算机技术的高速发展，最优化理论与方法的迅速进步，为解决实际最优化问题的软件也在飞速发展。其中，MATLAB软件已成为在最优化领域应用最广的软件之一。
有了MATLAB这个强大的计算平台，既可以利用MATLAB优化工具箱（Optimization Toolbox）中的函数，又可以通过对算法编程实现相应的最优化计算。
本书由浅入深、全面系统地讲述MATLAB在最优化领域的应用。
本书导读图
使用指南
为了帮助读者在遇到具体应用问题时，能够更好更快地从本书中查找到所需内容，我们特地制作了本书的使用指南。这个指南的组织逻辑是以解决实际问题的一般思考步骤为顺序的，即在遇到具体应用问题时，大致都需要经历以下3个步骤。
明确应用领域
选择优化方法
应用MATLAB
在每一步骤中又涉及若干具体问题，可进一步向下细分。从这个指南图中也可以清楚地看出本书的知识脉络，从而形成一幅系统化、综合化的整体知识体系结构图。
给读者的建议
读者在学习本书时可根据自己的基础灵活安排内容，但应注意把握循序渐进的原则，稳扎稳打，逐步掌握。针对不同基础的读者，我们的建议如下图：
主要特色
本书内容以算法程序为主、实例为辅，通过一个个的算法分析、MATLAB编程、算法应用实例，一步步带领读者进入MATLAB的强大世界，挖掘MATLAB的丰富宝库。
本书主要的特点可以概括为以下几点。
1．内容由浅入深、层次性强
本书采用4篇结构，从MATLAB入门篇入手，然后通过优化计算基础篇和高级篇，循序渐进讲述最优化计算，最后在综合应用篇中讲述大量的实例收尾。本书的层次结构简洁明了，非常适合不同层次的读者选择性地学习，提高了学习效率。
另一方面，讲述应用MATLAB求解最优化问题时，也是从易到难依次讲述了GUI优化工具、工具箱函数、自编函数这三种实现方式。
2．紧密围绕MATLAB，系统性强
MATLAB软件的出现，为解决实际中各种最优化问题提供了更新、更丰富的手段、技术和方法。一方面从快捷便利的最优化工具箱GUI工具以及工具箱函数入手；另一方面从采用算法编程的方式入手。
简言之，利用MATLAB求解最优化问题，既可以用快捷的GUI工具，又可以用功能强大的工具箱函数，还可以通过算法编程来实现，方式多样，系统性强。
3．算法程序及实例丰富，实用性强
本书打破了最优化类书算法多、程序少的弊病，对复杂的算法推导一带而过，重在程序、重在MATLAB实现！
精心挑选了最具代表性和实用性的60余个优化算法，一一编程实现，并提供了全部源代码，非常便于学习和参考。
同时精选100多个实例，悉数进行全面的分析和求解，并在综合应用篇集中讲述。
4．算法编程实现，指导性强
本书的算法全部采用MATLAB编程实现，源程序注释丰富，而且通过实例验证了正确性，读者通过编程练习，不但可以更深入地理解优化算法理论，还能够熟练掌握MATLAB编程。
5．语言简洁精炼，可读性强
本书的算法尽量用直观的方法、简洁通俗的语言来说明其基本思想，并辅以丰富的实例与分析来说明求解的步骤，从而避免复杂的数学推导。
在算法编程中，对关键的代码进行点睛式的注释，让读者从程序中快速掌握最优化算法及其实现。
作者致谢
感谢父母和朋友们的支持与鼓励，使得本书的创作过程得以坚持下去；感谢朱沭红老师、王鹤扬编辑的大力支持和辛勤劳动！
由于作者水平和经验有限，书中错漏之处在所难免，还望得到专家、读者和行内人士的批评指正，我们的邮箱是：wa_2003@126.com。
编著者
2009年2月18日于清华园
第3版前言
5年修订了3版，长期占据同类书的销售前列，这样的结果我是点赞的。本书还因为简单易学、内容全面、讲解细致、实例丰富而深受广大读者的喜爱，同时也积累了不少的“粉丝“，而且还有不少粉丝给我们进行了反馈，提出了非常不错的意见和建议，这些粉丝，你们真是我的“鱼翅”，太谢谢了！
根据读者的需求和软件的升级，我们结合MATLAB软件的最新版本，对全书的内容进行了完善与优化，使之更加适合读者的需要。
新版导读
全书分16章进行展开，分为MATLAB入门篇、优化计算基础篇、优化计算高级篇和综合实战篇。
1．MATLAB入门篇（第1~4章）
包括MATLAB概述、MATLAB计算基础、MATLAB绘图基础、MATLAB编程基础等内容。
MATLAB具有强大的计算功能和数据可视化功能，是首选的计算软件。了解其软件，掌握其计算和绘图两大功能，熟练使用MATLAB进行编程是应用MATLAB的基础。
2．优化计算基础篇（第5~12章）
包括MATLAB优化工具箱、无约束一维极值问题、无约束多维极值问题、约束优化问题、非线性最小二乘优化问题、线性规划、整数规划、二次规划等内容。
从理论与实际结合的角度出发，介绍了常用的7类优化方法及其算法，采用简洁明了的套路讲述：（1）算法原理，（2）算法步骤，（3）算法的MATLAB实现，（4）算法举例。
书中不仅介绍了MATLAB优化工具箱中这些算法的实现函数，还着重编写了算法的MATLAB程序，并通过实例进行了验证。
3．优化计算高级篇（第13~14章）
包括粒子群优化算法、遗传算法等内容。
讲述两类常用的现代优化方法，对其中的典型优化算法一一通过MATLAB编程实现，拓展了MATLAB解决优化问题中的难解问题。
4．综合实战篇（第15~16章）
包括工程最优化实战和经济金融最优化实战等内容。
立足于典型、实际的优化应用问题，综合展示应用MATLAB实现优化计算的全过程，即问题分析、数学建模、确定算法、运用MATLAB完成优化计算。
通过实战教会读者如何根据实际问题的特点抽象出不同类型的模型，然后选择不同的方法进行计算并进行数值实现。而且还触类旁通地向读者介绍MATLAB在若干领域的优化问题中的应用，达到学以致用。
本书主要由龚纯、王正林编写。其他参与编写的人员有肖静、钟颂飞、王晓丽、肖绍英、邹求来、王殿祜、王伟欣、朱桂莲、王龙跃、朱艳、王权、王盘桃、刘拥军等。在此对所有参与编写的人员表示感谢！
再次对博文视点公司的郭立老师、张月萍老师表示衷心的感谢！对关心、支持我们的读者，尤其是那些给我们反馈问题，促进我们不断提高的读者表示感谢！
由于作者水平和经验有限，书中错漏之处在所难免，敬请读者指正，我们的电子邮箱是：wa_2003@126.com。
作 者
2014年盛夏于北京
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