《最优化技术导论与工程应用（第二版）》 - [美]Ashok D. Belegundu[阿肖克 D. 贝 - 电子工业出版社 - 香港大書城

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『簡體書』最优化技术导论与工程应用（第二版）

書城自編碼： 3136567
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→電子/通信
作者： [美]Ashok D. Belegundu[阿肖克 D. 贝
國際書號(ISBN)： 9787121313868
出版社：电子工业出版社
出版日期： 2018-01-01
版次： 2
頁數/字數： 340/558000
書度/開本： 16开釘裝：平装

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編輯推薦：

阐释理论的同时，本书还附带了相应的程序，有助于读者理解和学习算法的实现过程；
涵盖多种不同类型的优化方法；
理论、算法、建模、实践的有机统一。

內容簡介：

本书是关于*化基本方法及其在工程领域中的应用的教材。本书涵盖面广，在概念和模型方面，介绍了*化领域的一些基本概念、无约束优化问题和有约束优化问题；在求解方法方面，涵盖了梯度方法和非梯度方法；几乎涵盖了所有类型的优化问题，包括线性规划、整数规划、几何规划、多目标优化问题和动态规划，并辅以丰富的工程应用实例；*后，还讨论了基于有限元的优化问题。值得指出的是，全书特别注意引入优化领域的软件工具，如MATLAB和EXCEL SOLVER，让读者很容易上手，并学以致用。全书组织结构合理，按照从易到难的顺序组织知识内容，符合一般的学习习惯。同时，部分章节又可以独立成章，从而能够满足不同层次读者的学习需要。

關於作者：

Ashok D. Belegundu美国宾夕法尼亚州立大学University Park分校机械工程教授。主要研究领域为：有限元、机械设计、优化技术。他从事机械系统及设计方面的研究，在结构有限元分析及优化方面发表了一大批学术论文，在学术和教学方面有较大的影响。Tirupathi R. Chandrupatla美国罗文大学机械工程系教授，系主任。主要研究领域为：有限元分析、机械与制造工程、质量与可靠性、优化。他曾在工业界从事机械设计工作，具有丰富的工程实际经验，也开展了有限元方法方面的学术研究；他长期从事有限元方面的教学工作，形成了在有限元教学中基本理论与实际工程相结合的显著特点。
Ashok D. Belegundu美国宾夕法尼亚州立大学Park分校机械工程教授。主要研究领域为：有限元、机械系统及设计、优化技术，在结构有限元分析及优化方面发表了一大批学术论文，在学术和教学方面有较大的影响。Tirupathi R. Chandrupatla美国罗文大学机械工程系教授、系主任。主要研究领域为：有限元分析、机械与制造工程、质量与可靠性、优化。他曾在工业界从事机械设计工作，具有丰富的工程实际经验，也开展了有限元方法方面的学术研究；他长期从事有限元方面的教学工作，在教学过程中，基本理论与实际工程相结合的特色非常鲜明。

目录
第1章基本概念
11绪论
12历史沿革
13非线性规划
14优化问题建模
15单变量和两变量问题的图示化求解
16极大值和极小值的存在条件：魏尔斯特拉斯定理
17二次型和正定矩阵
18函数的Cn连续性
19梯度向量和黑塞矩阵及其数值求解的差分方法
110泰勒定理以及线性和二次逼近
111其他概念
习题
参考文献第2章无约束下的一维极小化问题
21引言
22单变量极小化问题的相关理论
23单峰函数和极小点的交叉试探法
24斐波那契方法
25黄金分割法
26多项式拟合方法
27非单峰函数极小点求解的ShubertPiyavskii方法
28利用MATLAB求函数极小点
29函数零点的求解
习题
参考文献第3章无约束优化问题
31引言
32最优性的必要条件和充分条件
33凸性
34基本概念：初始化、搜索方向和步长
35最速下降法
36共轭梯度法
37牛顿法
38拟牛顿法
39近似线性搜索
310使用MATLAB求解无约束优化问题
习题
参考文献第4章线性规划
41引言
42线性规划问题描述
43线性规划建模、求解、解的含义与拉格朗日乘子
44线性规划问题建模案例
45几何概念：超平面、半空间、多面体和极点
46线性规划的标准形式
47单纯形法从小于或等于约束条件开始
48大于或等于约束和等式约束的处理
49修正单纯形法
410线性规划中的对偶
411对偶单纯形法
412灵敏度分析
413内点法
414二次规划和线性互补问题
习题
参考文献
第5章有约束极小化非线性规划
51引言
52两变量优化问题的图示化求解
53利用EXCEL规划求解功能和MATLAB求解非线性优化问题
54非线性优化问题的标准形式及转换方法
55最优性必要条件
56最优性充分条件
57凸性
58最优解的参数灵敏度分析
59线性约束优化问题的Rosen梯度投影方法
510Zoutendijk可行方向法（针对非线性约束的优化问题）
511广义既约梯度法（针对非线性约束优化问题）
512逐步二次规划法
513各数值求解方法的特性和能力
习题
参考文献第6章罚函数、对偶和几何规划
61引言
62外点罚函数法
63内点罚函数法
64对偶
65增强拉格朗日法
66几何规划
习题
参考文献第7章非线性优化问题的直接搜索法
71引言
72坐标轮换法
73HookeJeeves模式搜索法
74Rosenbrock方法
75Powell共轭方向法
76NelderMead单纯形替换法
77模拟退火法
78遗传算法
79微分进化算法
710求解有约束问题的Box复合形法
习题
参考文献第8章多目标优化
81引言
82帕累托最优性
83生成整个帕累托曲线
84寻找最优调和解的方法
习题
参考文献
第9章整数和离散规划
91引言
920-1规划
93混合整数规划的分支定界法（基于线性规划的方法）
94Gomory割平面法
95离散非线性单调结构问题的Farkas方法
96利用遗传算法求解离散规划
习题
参考文献第10章动态规划
101引言
102动态规划问题及求解方法
103问题建模与计算机实现
习题
参考文献第11章最优化技术在运输问题、指派问题和网络问题中的应用
111引言
112运输问题
113指派问题
114网络问题
习题
参考文献第12章基于有限元分析的最优化设计
121引言
122求导计算
123利用最优准则方法和非线性规划方法求解尺寸（参数）优化问题
124连续结构体的拓扑优化
125形状优化
126动态响应的优化分析
习题
参考文献
附录A

內容試閱：

译者序
这是我翻译的第二本关于最优化技术的教材，第一本是2015年出版的《最优化导论第四版》，同样由电子工业出版社出版。我认为，这两本书都是最优化领域中难得的优秀教材，但风格上各有特色。与更加偏重于基础知识介绍的《最优化导论第四版》相比，本书的内容更为深入，涵盖的内容更为丰富；正如书名所言，也更为偏重工程应用。本书的两位原作者，从履历上看，都有着多年从事工程实践的经验，这也直接影响到了本书的风格。全书处处贯穿着为工程，尤其是机械工程服务的理念。实际上，这也符合最优化技术的教学规律。最优化技术本身就应该是一门应用型课程，其中的算法和知识应该能够直接应用到工程实际中。从这一理念上讲，本书做到了。
全书共分为12个章节，按照无约束优化问题、线性规划、有约束优化问题的总体结构进行布局。此外，还介绍了多目标优化、整数规划、离散规划、动态规划、运输问题、指派问题和网络流问题等具有特殊结构的优化问题及其求解方法；最后，专门讨论了最优化方法和有限元分析的结合，用于开展机械结构的优化分析和设计。针对书中讨论的相关算法，原作者都开发了相应的MATLAB程序，供读者自行调用，这为初学者提供了极大的方便，由此可见原作者的用心之处。由于本书偏重于工程应用，因此，全书中少见复杂的数学推导，对于一些必要的定理推导，原作者也是尽可能简单，避免引入过多的高深术语，且通常都会辅之以图示化方式，以避免读者陷于数学推导的泥潭中不能自拔。此外，全书实例丰富，且很多来源于工程实际，非常有利于学生学以致用。
本书的这些特点，决定了其特别适合作为工科的本科生和研究生教材。原作者已经对本书的适用范围和内容裁剪提出了相关建议。我认为，对于30至40个学时的本科课程来说，建议概略讲授第1章、第2章；详细讲授第3章至第7章；其余内容，建议学生自学。对于研究生课程而言，建议概略讲授第3章，详细讲授第4章至第8章；如有时间，可概略讲授第10章。根据不同的专业需要，可酌情讲授第11章和第12章。
本书的翻译工作由李政仪和孙志强负责。李政仪副教授翻译了第1章至第7章；孙志强翻译了第8章至第12章。统稿工作由李政仪完成。在翻译过程中，尽可能做到忠于原著，但为了符合中文的表达习惯，对书中的某些术语和说法进行了调整，并纠正了原书中的一些错误或纰漏之处。尽管译者已经竭尽全力，但书中仍有可能存在一些翻译不当甚至是翻译错误之处。欢迎读者提出宝贵建议。
孙志强2017年2月17日前言中文翻译版中的一些字体、正斜体、符号等沿用了英文原版的写作风格。并对原版书中的一些错误和一致性问题进行了改正。
本书在第一版的基础上进行了改进，内容有所增加。作者讲授工程最优化课程时，通过与学生互动，结合科研工作，清楚地意识到工程最优化课程应该是理论、算法、建模和实践的有机统一。在教学过程中，作者已经努力践行了这一理念。在第二版中，进一步强化了这一理念，具体表现为更为详细的阐释、更为丰富的案例和课后习题以及能够兼容多个平台的源代码。
在阐释理论的同时，作者开发了相应的程序，这有助于更为清楚和准确地展示算法的实现过程。学生们在撰写论文时，如果需要开展仿真，可以直接借用这些程序。此外，对于研究人员和工程师，这些程序也非常具有实用价值。这些程序利用MATLAB、EXCEL VBA、VBScript和FORTRAN语言开发，涵盖了多种不同类型的优化方法，读者可根据需要选用。下载网址：wwwcambridgeorgbelegundu也可通过向邮箱te_service@pheicomcn发送邮件申请。。在实际应用中，没有放之四海而皆准的方法，也就是说，不存在一种能够解决所有优化问题的方法。
本书介绍了多种不同的优化问题：无约束问题、有约束问题、梯度方法和非梯度方法；对偶理论；多目标优化问题；线性规划、整数规划、几何规划和动态规划及其应用；基于有限元的优化问题。对MATLAB的绘图功能和优化工具箱以及EXCEL规划求解功能进行了详细阐述。本书引入了大量的实例，通过这些实例，展示了一些特殊优化问题的求解策略，即决策变量的取值范围为离散点、约束条件时变的优化问题。第8章是全书的一个例外，不是介绍目标函数的极小化方法，而是专门讨论目标函数的处理方法。
本书可用作研究生或高年级本科生的最优化课程的教材，也可作为优化工程师的参考书。具体来说，本书特别适合作为工程最优化、设计最优化、结构最优化和非线性规划课程的教材。此外，机械工程、航天工程、土木工程、工业工程、建筑工程、化学、电子工程以及应用数学专业中的相关课程也可选用本书作为教材。授课教师可根据课程要求，对本书内容进行适当选择。第1章、第2章、第3章的31~35节和第8章是入门性质的基础知识，第4章、第9章和第11章介绍了线性规划方面的知识，第5章至第7章对应的是非线性规划方面的内容。需要指出的是，第4章的41~46节中提到关于约束条件的一些重要概念，同样也适用于非线性规划。第10章和第12章是相对独立的内容，分别讨论动态规划和基于有限元的优化问题。各章侧重点各有不同，教师可以合理选择相关内容，比如，对于结构最优化课程（即基于有限元的最优化），可以选择讲授第1章、第2章、第3章的31~35节、第4章的41~46节、第5章、第6章、第7章的77~710节、第8章和第12章。
最后，感谢我们的学生们，是他们激励我们完成了这本书。同时，感谢本书的编辑Peter Gordon，与您合作，倍感愉悦。

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