南京邮电大学2011-12研究生最优化试题标准答案[1]
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mi 1 m *m j * g j (x*) 0最优化理论、方法及应用试题一、(30 分)1、针对二次函数f(x) 1x T Qx b T x c,其中Q是正定矩阵,试写出最速下降算法的详细步骤,并简要说明其优缺点?答:求解目标函数的梯度为g(x) Qx b,g k g(x k) Qx k b,搜索方向:从X k出发,沿g k作直线搜索以确定x k 1。
Stepl:选定X。
,计算f o,g oStep2:做一维搜索,f k i min f X k tg k , x k 1 X k tg k.Step3 :判别,若满足精度要求,则停止;否则,置 k=k+1,转步2优缺点:最速下降法在初始点收敛快,收敛速度慢。
算法简单,在最优点附近有锯齿现象,2、有约束优化问题min f (x)g i(x) 0,i 1,2,L ,ms.th j (x) 0,j 1,2,L ,l最优解的必要条件是什么?答:假设x*是极小值点。
必要条件是f,g,h函数连续可微,而且极小值点的所有起作用约束的梯度h(x*)(i 1,2丄,1)和g j(x*)( j 1,2,L ,m)线性无关,则* * * *存在1 , 2丄,I, 1, 2丄,m,使得lf(x*) i* h i(x*)i 1j*g j(x*) 0,j 1,2,L* * * * *1 ,2 ,L , l , 1 , 2 ,L ,*0, j 03、什么是起作用约束?什么是可行方向?什么是下降方向?什么是可行下降方向?针对上述有约束优化问题,如果应用可行方向法,其可行的下降方向怎样确定?答:起作用约束:若g j(x0) 0,这时点x0处于该约束条件形成的可行域边界上,它对x0的摄动起到某种限制作用可行方向:x0是可行点,某方向 p,若存在实数0 0,使得它对任意2、应用共轭梯度方法求解无约束优化问题 min X 28X |,初始点为X 0 1 1 丁 。
答:假设误差范围是0.001。
南京邮电大学2010/2011学年第二学期《高等数学A 》(下)期末试卷A 答案及评分标准 一、选择题(本大题分5小题,每题3分,共15分)1、交换二次积分⎰⎰x e dy y x f dx ln 01),(的积分次序为(c )(A ) ⎰⎰x e dx y x f dy ln 01),( (B )⎰⎰1),(dx y x f dy e e y(C )⎰⎰eeydx y x f dy ),(10(D )⎰⎰ex dx y x f dy 1ln 0),(2、锥面22y x z +=在柱面x y x 222≤+内的那部分面积为 (D )(A )⎰⎰-θππρρθcos 2022d d (B )⎰⎰-θππρρθcos 20222d d(C )⎰⎰-θππρρθcos 202222d d (D )⎰⎰-θππρρθcos 20222d d3、若级数∑∞=-1)2(n nn x a 在2-=x 处收敛,则级数∑∞=--11)2(n n n x na 在5=x (B ) (A ) 条件收敛 (B ) 绝对收敛 (C ) 发散(D ) 收敛性不确定 4、下列级数中收敛的级数为 (A )(A ) ∑∞=-1)13(n nn n (B )∑∞=+121n n n (C ) ∑∞=+111sin n n (D )∑∞=13!n n n 5、若函数)()2()(2222x axy y i xy y x z f -+++-=在复平面上处处解析,则实常数a 的值 为 (c )(A ) 0 (B ) 1 (C ) 2 (D ) -2二、填空题(本大题分5小题,每题4分,共20分)1、曲面122-+=y x z 在点)4,1,2(处的切平面方程为624=-+z y x2、已知)0(:222>=+a a y x L ,则=-+⎰Lds xy y x )]sin([22 32 a π 3、Ω是由曲面22y x z +=及平面)0(>=R R z 所围成的闭区域,在柱面坐标下化三重积分⎰⎰⎰+Ωdxdydz y x f )(22为三次积分为⎰⎰⎰RR dz f d d ρπρρρθ)(20204、函数x x f =)()0(π≤≤x 展开成以2π为周期的正弦级数为nx nx n n sin )1(211+∞=-=∑,收敛区间为π<≤x 05、=+-)1(i Ln2,1,0),243(2ln ±±=++k k i ππ=-]0,[Re 2zz e s z1-三、(本题8分)设),()(22xy y xg y x f z ++=,其中函数)(t f 二阶可导,),(v u g 具有二阶连续偏导数,求y x z x z ∂∂∂∂∂2,解:2112yg g y f x x z ++'=∂∂ … 3分=∂∂∂yx z2f xy ''4113122221g y x g y xyg g --++ 5分四、(本题8分)在已知的椭球面134222=++z y x 内一切内接的长方体(各边分别平行坐标轴)中,求最大的内接长方体体积。
《最优化方法》(研究生)期末考试练习题答案二.简答题1.;0, ,843 ,2 2-,3 34 s.t. ,95- min 2121212121≤=--≥+≥++y y y y y y y y y y 2.,065 6143≥+x x (以1x 为源行生成的割平面方程) 注意:在1x 为整数的情况下,因为3x ,04≥x ,该方程自然满足,这是割平面的退化情形,2141 41 43≥+x x (以2x 为源行生成的割平面方程)3.6648.31854.1*2)854.1()(2131.01146.1*2)146.1()(854.13*618.00)(618.0146.13*382.00)(382.03,031311111111111=+-==+-==+=-+==+=-+===μϕλϕμλa b a a b a b a 0.927.21.8540]1.8540[854.1,0)()(,*2211=+===≤x b a 近似的最优解:。
,初始的保留区间为即:。
所以,不经计算也可以看出事实上μϕλϕ4.令1.01.0)(4.04.0)(11)(7.27.2)(222222221)2(*111)1(*111)0(*121)1(*11-=-=-=-=-=-=-=-=-------x x x x x x x e x e x x f ex ex x f x e x x f e x e x x f拟合问题等价于求解下列最小二乘问题:∑=412))((mini ix f三.计算题1.分别用最速下降方法和修正的牛顿法求解无约束问题 22214)(min x x x f +=。
取初始点()()Tx 2,21=,.1.0=ε()().1641642,2821121⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∇=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∇d f x x x f T方向为:从而最速下降法的搜索,在初始点,解:()()()()直至满足精度。
继续迭代方向为:从而最速下降法的搜索,,在从而求解得到:其中满足最优步长,.48/6565/19248/65-65/19265/6,65/96)65/6,65/96((-4,-16)*130/172,2 130,/17.)162(4)42()162,42()()(min )(122221)1(1)1(1*)1(*⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∇-=-=+==-+-=--=++=+d f x x f d x f d x f d x f TTT Tλλλλλλλλλλ()()2-2- 1648/1002/1 8/1002/1,8002 2,21111⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∇-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==--f G d G G x T索方向为:从而修正的牛顿法的搜,在初始点()()()()即为所求的极小点。
南京邮电大学经济与管理学院数据结构1999——2006编译原理2000——2002,2004——2005操作系统2000——2001企业管理2000,2003——2005微观经济学2004——2006,2010(2010为回忆版)经济学原理2003通信与信息工程学院通信系统原理1998——2009(1999——2000,2007——2009有答案)数字信号处理1999——2006信号与系统2003——2006信号与线性系统1997,1999——2002微机原理及应用1999——2006(注:1999——2000年试卷名称为“微机原理”;2000年试卷共7页,缺第1页)电磁场理论1998——2004数字电路1999——2000电路分析1997,1999——2004计算机学院通信系统原理1998——2009(1999——2000,2007——2009有答案)微机原理及应用1999——2006(注:1999——2000年试卷名称为“微机原理”;2000年试卷共7页,缺第1页)数据结构1999——2006编译原理2000——2002,2004——2005操作系统2000——2001光电学院通信系统原理1998——2009(1999——2000,2007——2009有答案)光学2003——2004微机原理及应用1999——2006(注:1999——2000年试卷名称为“微机原理”;2000年试卷共7页,缺第1页)信号与系统2003——2006信号与线性系统1997,1999——2002电磁场理论1998——2004数字电路1999——2000电路分析1997,1999——2004自动化学院通信系统原理1998——2009(1999——2000,2007——2009有答案)信号与系统2003——2006信号与线性系统1997,1999——2002数字信号处理1999——2006电磁场理论1998——2004数字电路1999——2000电子测量原理2004电路分析1997,1999——2004数理学院(无此试卷)传媒技术学院教育学专业基础综合(全国统考试卷)2007——2009信息网络技术研究所通信系统原理1998——2009(1999——2000,2007——2009有答案)微机原理及应用1999——2006(注:1999——2000年试卷名称为“微机原理”;2000年试卷共7页,缺第1页)数据结构1999——2006编译原理2000——2002,2004——2005操作系统2000——2001电磁场理论1998——2004数字电路1999——2000电路分析1997,1999——2004。
最优化方法定义可行方案:如果一个方案能达到预定目的,则该方案就叫可行方案。
最优方案:可行方案中最好的方案叫最有方案,它能达到最优化效果。
最优化M题:如何从可行方案中找出最优方案就叫最优化M题。
最优化方法:求解最优化闷题的数学方法叫最优化方法。
最优化方法解决实际问题的一般步骤:1提出最优化问题,叙述目标是什么?约束条件是什么?求什么变量?即确定变量,列出目标函数及约束表达式,建立最优化问题的数学模型。
2分析模型,选择合适的求解方法。
3编制计算机程序,上机求最优解。
对算法的收敛性,通用性,简便性,效率及误差等作出评价。
系统:由相互联系的若干部分构成的具有一定功能的整体。
系统的基本特征:1系统巾若干部分组成,每一部分具有其特定的功能。
2系统屮的各个要素之间相互制约,联系和作用。
3系统是具有一定功能的整体,系统的总功能不等于各个部分功能的简单迭加,系统的功能大于各部分的功能之和。
4系统存在于一定的环境之中,系统与环境之间存在相互作川,系统与环境的划分是相对的,对于一个系统是环境,而对于另一个系统而言可能是其中的一部分。
系统分析法:1确定所研宄系统的范M及其所处的环境。
2确定系统的组成部分,结构,功能,目的,各部分的功能和闪部规律。
3明确系统各个部分之间的联系,及整个系统与环境之间的联系。
4在上述分析的基础上,确记问题的决策变量及评价方案优劣的指标。
决策变量:决定方案优劣的变量。
数学模型:用字母,数字,各种符号,图像,逻辑框图描述实际系统的特征和内在联系的模型。
数学模型的组成:1常数,指在所研究的问题中保持相对固定或变化不大的呈。
2参数由具体系统的内外部条件确定的量。
3变量,指在模型中待确定的量。
4函数关系描述模型中常数,参数,变量之间相互关系的方程式或不等式。
独立变量:彼此独立的变量。
相关变量:其值可由独立变量确定的量。
工程优化问题:最优准则包括系统性能准则和经济准则。
系统性能准则是指使系统的某些性能指标达到最大或最小。
2000年试题参考答案一、填空1、)(log 2i x p - ∑∞=-12)(log )(i i i x p x p p(x i )=n1i=1,2,3… 2、)2)(ex p(21)(22σσπa x x f --=ak 0(a H t E •=)0()]([ξ) π2020h w n k (输出噪声功率谱密度H o w w k n w p ≤=20)()3、恒参信道 随参信道 恒参信道4、接收信号中除当前码元以外的所有码元在抽样时刻的总和si ss T w T T i w H ππ22)4(≤=+∑+∞-∞= 部分响应系统 滚降系统(均衡) 5、相位连续 幅度恒定(能量集中) 带宽最小 6、2,17、h c c w w w w H w w H ≤=-++常数)()( 相干二、1、信息熵H=-p(x 1)2log p(x 1)-p(x 0)2log p(x 0)= bit/符号 信息速率Rb=1000×s=970 bit/s2、接收端收到0的概率p(0)=×+×=(全概率公式) 接收端收到1的概率p(1)=1-p(0)=平均丢失信息量H(x/y)= -p(0)[p(0/0)2log p(0/0)-p(1)2log p(1/0)] -p(1)[p(0/1)2log p(0/1)-p(1)2log p(1/1)]=[2log 2log 2log 2log bit/符号 信息传输速率R=1000(H -H(x/y))bit/s=810 bit/s三、1、mm f f w A k m =11022/1044=⨯===f m m f m radw vA srad k ππ2、)]102sin(102cos[)(46t t A t m s ⨯+⨯=ππ3、khz B m khzf m f B f f 40110)1(2===+=4、调制制度增益6)1(32=+=f f m m G 接收机输出信噪比3106161⨯==o o i i N S N S 噪声功率w k B n N i7120108401010222--⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯= 接收机输入信号功率w N S i i 4310341061-⨯=⨯⨯=平均发射功率w S S i 3400106=⨯=四、1、等效带宽0041221ττππ=⨯=B 奈奎斯特传输速率baud R B 00max 21412ττ=⨯= 2、系统实际带宽0002121ττππ=⨯=B 最高频带利用率hz baud B R B /10max ==η3、s bit R R B b /238log 02max τ=⨯= 4、s bit R s bit R b b /23/340max 0ττ=<=但由于,2,1230=≠k kR b τ因此存在码间干扰(无码间干扰传输要求⋅⋅⋅==,2,1,max n nR R B B ) 五、发送”1”错判为”0”的概率2)1()1()(201011-=-+=-=⎰⎰+-+-A dV A V dV A V f Pe A A发送”0”错判为”1”的概率2)1()1()(210100-=--=-=⎰⎰--A dV A V dV A V f Pe AA系统误码率2)1(2121201-=+=A Pe Pe Pe (对双极性信号,最佳判决门限为Vd *=0)六、1、用π相位表示”1”,用0相位表示 ”0”,2PSK 波形如图1 1 0 0 1 1 0 02、baud k R s bit k R B b 2048/2048== 信号频率khz f s 2048=带宽khz f B s 40962== 频带利用率hz baud BR B/5.0==η 3、 框图如下图 (反向抽判)各点波形如下图参考”0” 1 1 0 0 1 1 0 0abcd七、1、输出信噪比N o M q S 222==,由题意7,102,10,40lg 10424≥≥≥≥N qSq S N o o 即 2、抽样频率m 2f f s ≥,码元周期s T s μ2=,码元速率Mbaud T R sB 5.01==,时分复用时,hz f R f m B s 3571,710≤≤⨯⨯3、为保证不过载,要求m s m s m m f f A f f A πσπ200,01.02≥=≤• 八、1、1),()(=-=k t T ks t h 一般情况2、3、最佳判决时刻取20T t =,02max 20max 2A ,41,2n Tr T A E n E r ===故 九、1、当输入为时,)(t δ系统冲激响应为)2()()(s T t t t h --=δδ,wTs j e w H 21)(--=2、易知该系统为第Ⅳ类部分响应系统,因此12-=r C r2001年试题参考答案一、填空 1、M 2logM s T 2log 1 s T 2 M 2log 212、R(∞) R(0) R(0)-R(∞)3、接收信号中除当前码元以外的所有码元在抽样时刻的总和si s sT w T T i w H ππ≤=+∑+∞-∞=)2( 部分响应系统 滚降系统(均衡) 4、552khz 96khz (为余数为最大整数,,k n kB nB f nkB f h s 22),1(2+=+=)5、最大似然比准则 -1 2psk6、最大输出信噪比准则 )()(*d jwt t t kS e W kS d --二、1、22/105.0)()()(322B f f B f hzw k f H f P f P c c i o +≤≤-⨯==- wB k df k df f P N Bf B f o o c c 32223210105.02)(-+--∞+∞-⨯=⨯⨯==⎰⎰(系数2是由于双边功率谱密度)2、)310)(5.0)(-⨯=τδτi R (注:)(频域,时域频域)((时域w t πδδ211↔↔))]()([105.0)(32c B c B o f f g f f g k f P ++-⨯=-(选用f 作变量时,无系数2π)t f j c B t f j c B c c e Bt BSa f f g e Bt BSa f f g ππππ22)()(,)()(-↔+↔-(频域平移,c c f w π2=)32223210)2cos()(])()([105.0)(---⨯=+⨯=τπτπππτππc t f j t f j o f B BSa k e Bt BSa e Bt BSa k R c c 三、1、5=mmf W A k rad w v A v rad k m m f 33102,10,/10⨯===ππ,)102sin(10)(3t t m ⨯=π2、5==mm f f W A k m3、khz m f B f 126102)1(23=⨯⨯=+=,载频hz f c 610=4、输入信号功率w v S i 50002)100(2==输入噪声功率w B f Pn N i 4.2)(2== 调制制度增益450)1(32=+=f f m m G310375.94.25000450⨯=⨯=o o N S 四、信息码 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0差分码0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 HDB3 +1 0 -1 0 +1 -1 +1 -1 +1 -1 0 0 0 –V +B 0 0 +V 0 0 五、1、抽样频率khz f s 8= 编码位数38log 2==N 带宽khz khz B 2408310=⨯⨯=2、khz B B 480)1('=+=α 六、 发送”1”错判为”0”的概率=--=-=⎰⎰∞-∞-dx A x dx A x f Pe Vd nnVd ]2)(exp[21)(221σσπ发送”0”错判为”1”的概率dx A x dx A x f Pe Vdn nVd⎰⎰∞-+-=+=]2)(exp[21)(2200σσπ系统误码率为dxA x p dx A x p Pe p Pe p Pe VdnnVdnn⎰⎰∞-∞-+-+--=+=]2)(exp[21)0(]2)(exp[21)1()0()1(222201σσπσσπ最佳判决门限设为*d V ,应使系统误码率最小。
南京邮电大学2011/2012学年第二学期《高等数学A 》期末试卷(A )参考答案院(系) 班级 学号 姓名一、选择题(每小题3分,共15分)1、设L 是圆周=>=-+⎰Lyds a a a y x ,则)0()(222( D )22232)(4)(2)()(a D a C a B a A πππ2、积分⎰⎰=θπρρθρθρθcos 020)sin ,cos (d f d I 可以写成( D )(A )⎰⎰-2010),(y y dx y x f dy(B )⎰⎰-21010),(y dx y x f dy(C )⎰⎰1010),(dy y x f dx(D ) ⎰⎰-2010),(x x dy y x f dx3、若级数∑∞=--11)2(n n n x na 在2-=x 处收敛,则级数∑∞=+-+11)2(1n n nx n a 在5=x ( B )(A )条件收敛 (B )绝对收敛 (C )发散 (D )收敛性不确定4、二元函数处在点)0,0()0,0(),(,0)0,0(),(,),(22M y x y x y x xyy x f ⎪⎩⎪⎨⎧=≠+= ( C )(A ) 连续,偏导数存在 (B ) 连续,偏导数不存在 (C ) 不连续,偏导数存在 (D ) 不连续,偏导数不存在 5、i z =是函数)1)(1(2z e z zπ++的 ( C )(A )本性奇点 (B )一级极点 (C )二级极点 (D )三级极点二、填空题(每小题3分,共15分)1、设2222:a z y x =++∑,则=+⎰⎰∑dS y x )2(22 44a π。
2、向量场]0),cos (),sin [(z y x y z A -+=的旋度为),,(011。
3、设⎪⎩⎪⎨⎧<<≤≤=ππππx x xx f 220)(,∑∞==1sin )(n nnx bx s ,其中⎰=ππsin )(2nxdx x f b n ,则=-)25(πS π43-。
来源于网络南京邮电大学2010/2011学年第二学期《高等数学A 》(下)期末试卷A 答案及评分标准 一、选择题(本大题分5小题,每题3分,共15分) 1、交换二次积分⎰⎰x e dy y x f dx ln 01),(的积分次序为 (c )x e ln 1e (2积为 ((35=x(4、下列级数中收敛的级数为 (A )(A ) ∑∞=-113(n nn n (B )∑∞=+121n n n (C ) ∑∞=+111sin n n (D )∑∞=13!n n n来源于网络5、若函数)()2()(2222x axy y i xy y x z f -+++-=在复平面上处处解析,则实常数a 的值 为 (c)(A ) 0 (B ) 1 (C ) 2 (D ) -2来源于网络二、填空题(本大题分5小题,每题4分,共20分)1、曲面122-+=y x z 在点)4,1,2(处的切平面=+-)1(i Ln2,1,0),243(2ln ±±=++k k i ππ=-]0,[Re 2zz e s z1-来源于网络三、(本题8分)设),()(22xy y xg y x f z ++=,其中函数)(t f 二阶可导,),(v u g 具有二阶连续偏导2028),,(=+=x yz z y x F x λ,来源于网络028),,(=+=y xz z y x F y λ,解得:1,31,32===z y x , (3)分,证明:yx ∂∂,所以曲线积分与路径无关….3分….5分装 订 线内 不 要 答 题自觉遵 守 考 试规 则,诚 信 考 试,绝 不 作 弊七、(本题8分)计算⎰⎰++∑dxdy z dzdx y dydz x 333,其中?为上半球面221y x z --=的上侧。
来源于网络设,ln )(xxx f =2ln 1)(x x x f -='当e x >时单调递减,2、沿指定曲线的正向计算下列复积分⎰=-2||2)1(z zdz z z e来源于网络解:原式 =)]1),((Re )0),(([Re 2z f s z f s i +π…2分zz 解:++220)1)(1(y n y x 1)4(11++=n n π……2 分来源于网络∑∑∞=+∞=+=010)4(11n n n n nn x n x a π,,4π=R 收敛域:)4,4[-……2 分,0)0()0(='=f f 又)(x f 的二阶导数)(x f ''在]1,1[-内连续,所以K x f ≤''|)(|,!2)()0()0()(2x f x f f x f ξ''+'+= ξ在0与x 之间来源于网络|1(|n f ,22n K ≤ 所以∑∞=1n |)1(|n f 收敛,同理∑∞=1n |11(|+n f 也收敛……5 分 由于|1)11(|||||n f b b +≤|1)11(||1)1(|||n f n f b +≤|1)11(|||+≤n f b。
二、判断题(并作简要解释)1、OFDM 系统在发方使用FFT 进行多载波调制,在收方使用IFFT 调制。
2、有线信道属于恒参信道,又称时不变信道。
3、GSM 属于时分多址,3G 属于码分多址。
4、标准调幅AM 信号的包络调制解调属于线性解调方式。
5、部分响应改变了信号的谱特性,付出的代价是输出电平的增多,属于牺牲信噪比换取带宽。
6、一般来说数字信号通信中只有知道信号状态,信息接收机才能进行均衡。
7、在线路编码中,HDB 3的编码效率为1/2。
8、矩形脉冲由于频谱功率泄露到旁瓣较多,故不适合天线通信系统。
9、无线移动通信信道中运动的速度越大和波长越大,引入的多普勒效应就越大。
10、如果符号的间隔小于无线信道的相干时间,则该信道属于时间选择信道。
三、1、什么事二进制编码信道?画出示意图并写出误码率公式。
2、数字调制的目的和意义?3、四个用户的CDMA 发送与接收机构图,并做适当解释。
4、二进制最佳接收机原理框图,分等概和不等概,并作适当解释。
5、画出16QAM 的星座图,发送与接收器原理图,并作适当解释。
四、已知()[()]cos AM c S t A m t tω=+i 1)求总功率P AM ;2)指出载波功率P C 及边带功率P S ;3)求出信号的频谱并画图。
五、广义平稳的随机过程X (t )通过下图所示线性时不变系统,已知X (t )的自相关函数为R X (τ),功率谱密度为P X (f ),H (f )是带宽为1/(2Ts )的理想低通滤波器。
试求:1)写出系统的总体传递函数;2)Y (t )的功率谱密度;3)画出Y (t )的功率谱(假设输入带宽为宽带白噪声,单边功率谱密度为n 0)。
六、10路带宽为5KHz 的模拟基带信号数字化,然后进行时分复用传输。
采用256级均匀量化编码。
1)试画出该时分复用系统的帧结构(标明帧长时隙宽度);2)求信号的传码率;3)求无码间串扰时所需最小系统带宽。
南京邮电大学2011/2012学年第 二 学期《通信原理B 》期末试卷(A )院(系) ___________ 班级_________ 学号 _____________ 姓名 _____________ 题号 -一一 -二二四五六七八九总分得分得百一、选择题(2分X 10):(答案写入框内,否则不得分)1、 下列选项中 —不是数字通信系统的优点。
A )抗干扰性强B )传输带宽大C )差错可控制D )易于加密2、 下列选项中不属于通信系统可靠性指标的是 _____ 。
A )误码率B )误信率C )频带利用率D )输出信噪比3、 香农公式指出,信道容量与下列 __________ 三个因素有关。
A )频率、码元速率、信号幅度 B )带宽、信号功率、噪声功率密度谱 C )频率特性、信号分布、噪声分布D )带宽、码元速率、信噪比4、 ____________________________________________________ 窄带高斯噪声的相位服从—分布,同相分量服从 _____________________________________________ 分布。
A )均匀,正态 B )瑞利,均匀C )均匀,瑞利D )不确定5、 下列系统中存在门限效应的是。
A )相干 AMB ) DSBC ) FMD ) VSB6、 AM 信号一般采用 ___________ 解调,DSB 和SSB 信号采用 ________ 解调。
A )包络,同步B )鉴频器,同步C )相干,差分相干D )同步,包络 7、 数字基带信号的功率谱密度由 _______ 和 ______ 两部分组成。
A )离散谱,线谱 B )广义谱,谱线 C )离散谱,连续谱 D )连续谱,光谱 8 二进制数字调制系统中,性能最差, 占用频带最宽。
A )ASK, PSK B )FSK, PSKC )DPSK, ASKD )ASK, FSK9、 对频率在(6〜10)kHz 的信号,最小抽样频率是 ____________ 。
《最优化方法》1一、填空题:1.最优化问题的数学模型一般为:____________________________,其中 ___________称为目标函数,___________称为约束函数,可行域D 可以表示 为_____________________________,若______________________________, 称*x 为问题的局部最优解,若_____________________________________,称*x 为问题的全局最优解。
2.设f(x)= 212121522x x x x x +-+,则其梯度为___________,海色矩阵___________,令,)0,1(,)2,1(T T d x ==则f(x)在x 处沿方向d 的一阶方向导数为___________,几何意义为___________________________________,二阶 方向导数为___________________,几何意义为_________________________ ___________________________________。
3.设严格凸二次规划形式为:则其对偶规划为___________________________________________。
4.求解无约束最优化问题:n R x x f ∈),(min ,设k x 是不满足最优性条件的第k 步迭代点,则:用最速下降法求解时,搜索方向k d =___________用Newton 法求解时,搜索方向k d =___________用共轭梯度法求解时,搜索方向k d =___________________________________________________________________________。
二.(10分)简答题:试设计求解无约束优化问题的一般下降算法。
三.(25分)计算题1. (10分)用一阶必要和充分条件求解如下无约束优化问题的最优解:)1(632)(m in 21212131----=x x x x x x x f .2. (15分)用约束问题局部解的一阶必要条件和二阶充分条件求约束问题: 的最优解和相应的乘子。
一、(3%×8)(1)线性规划,0 153 22 ..3 min 21212121≤≥-=--≤+-x x x x x x t s x x 的对偶规划为自由变量21212121 ,0 15 332 ..2-ax y y y y y y t s y y m ≤-≥-≤+-。
(2)在三维空间3R 中,集合},1|),,{(222z x y z y x z y x +≥≤++的极点构成的集合为 },1|),,{(222z x y z y x z y x +≥=++ 。
(3)用黄金分割法求解某个函数在区间[-1,3]上的极小点,若要求缩短后的区间的长度不大于原始区间的0.08,则需要迭代的次数为 6(4)函数65722),,(32121232221321++--+++=x x x x ax x x x x x x f 为严格凸函数,则常数a 的取值范围是 22||<a(5)在最速下降法,Newton 法,FR 方法,PRP 方法,DFP 方法,BFGS 方法中不具备二次终止性的算法为 最速下降法(6)求函数2221212),(x x x x f +=的极小点,取Tx )1,0()0(=,用最速下降法一步得到的下一迭代点(1)x= T )0,0((7)对于无约束优化问题min 212122216432x x x x x x ---+,(1,)Tp a =为目标函数在点(0,1)T 的下降方向,则a 的取值范围是 27->a(8)用内罚函数法(对数罚函数)求解0x 01.. min 212221≥≤-+x t s x x ,其增广目标函数为 212221ln )1ln(x r x r x x ---+二、(10%)()f x 为凸集nD R ⊂上的函数,令(){(,)|,,()}epi f x y x D y R y f x =∈∈≥,证明()f x 为凸函数的充要条件是()epi f 为凸集。
南京邮电大学2010-2011学年研究生最优化方法试题学号 姓名 得分一、(3%×8)(1)线性规划,0 153 22 ..3 min 21212121≤≥-=--≤+-x x x x x x t s x x 的对偶规划为自由变量21212121 ,0 15 332 ..2-ax y y y y y y t s y y m ≤-≥-≤+-。
(2)在三维空间3R 中,集合},1|),,{(222z x y z y x z y x +≥≤++的极点构成的集合为 },1|),,{(222z x y z y x z y x +≥=++ 。
(3)用黄金分割法求解某个函数在区间[-1,3]上的极小点,若要求缩短后的区间的长度不大于原始区间的0.08,则需要迭代的次数为 6(4)函数65722),,(32121232221321++--+++=x x x x ax x x x x x x f 为严格凸函数,则常数a 的取值范围是||<a (5)在最速下降法,Newton 法,FR 方法,PRP 方法,DFP 方法,BFGS 方法中不具备二次终止性的算法为 最速下降法(6)求函数2221212),(x x x x f +=的极小点,取T x )1,0()0(=,用最速下降法一步得到的下一迭代点(1)x= T )0,0((7)对于无约束优化问题min 212122216432x x x x x x ---+,(1,)T p a =为目标函数在点(0,1)T 的下降方向,则a 的取值范围是 27->a(8)用内罚函数法(对数罚函数)求解0x 01 .. min 212221≥≤-+x t s x x ,其增广目标函数为212221ln )1ln(x r x r x x ---+ 二、(10%)()f x 为凸集nD R ⊂上的函数,令(){(,)|,,()}epi f x y x D y R y f x =∈∈≥,证明()f x 为凸函数的充要条件是()epi f 为凸集。
证明:⇒ 任意取两点)(),(),,(2211f epi y x y x ∈,其中,,21D x x ∈,,21R y y ∈,)(11x f y ≥)(22x f y ≥。
R D , 为凸集,R y y D x x ∈-+∈-+∴2121)1(,)1(αααα。
)(x f 为凸函数,212121)1()()1()())1((y y x f x f x x f αααααα-+≤-+≤-+∴,,)1((21x x αα-+ ),())1(21f epi y y ∈-+αα)(f epi ∴为凸集。
(5分)⇐ 任取,,21D x x ∈令),(),(2211x f y x f y ==)(),(),,(2211f epi y x y x ∈∴。
)(f epi 为凸集,=-+),)(1(),(2211y x y x αα ,)1((21x x αα-+)())1(21f epi y y ∈-+αα,)()1()()1())1((212121x f x f y y x x f αααααα-+=-+≤-+∴为凸函数。
由凸函数定义知,)(x f ∴(5分)三、(10%)设G 为n 阶正定对称矩阵,12,,,n n u u u R ∈线性无关。
k p 按如下方式生成:11p u =,1111121+++==-=-∑(,,,)T kk ik k i T i i iu Gp p u p k n p Gp ,证明12,,,n p p p 关于G 共轭。
证明:(1)2112121122111()0TT T T TT u Gp p Gp p G u p p Gu u Gp p Gp =-=-=,因此12,p p 关于G 共轭。
(4分)(2)设,(1)i j p p i j k ≤<≤关于G 共轭,即0()T j i p Gp j i =≠(2分)下证(1)j p j k ≤≤与1k p +共轭。
1111+++==-∑TkT T T k ijk jk j i T i i iu Gp p Gp p Gu p Gp p Gp ,由于0()T j i p Gp j i =≠,上式等于110++-=T k jTT jk j j Tjj u Gp p Gu p Gp p Gp 。
(4分) 由归纳法原理,命题成立。
四、(20%)(1)用单纯形方法求解下面的线性规划,0 2426 1553 ..2- min 21212121≥≥≤+≤+-x x x x x x t s x x 。
(2)若在上面的线性规划中要求变量为整数,在相应的整数规划中,请对变量1x 写出对应割平面方程。
(3)根据最后得到的单纯形表,求出该线性规划的对偶问题的最优解。
解:(1)标准型线性规划为,, 2426 1553 ..2- min 432142132121≥=++=++-x x x x x x x x x x t s x x (2分)判别数非负,最优解为T)4/3,4/15(,最优值为4/33-(8分) (2)根据单纯型表,有4151********=+-x x x 43311251211433x x x x --=--割平面方程为012512114343≤--x x 即951143≥+x x (6分)(3) 根据最后得到的单纯形表,得到该线性规划的对偶问题的最优解TTT B B C y ⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--==--127,1211353)1,2()(11*注:(1)原理正确,计算错误,若不影响最优基,扣2分,若影响最优基,扣4分 (2)割平面方程基本原理4分,(即计算错误扣2分)(3)对偶问题的最优解公式2分,结果2分(没有T B B C )(1-可以不扣分但直接写出结果没有过程要酌情扣分)五、(10%)用PRP 共轭梯度法求解 122212122123min x x x x x -+-,初始点T x )0,0( 0=。
解:.0)0,2(.),23()(01221≠-=---=T T g x x x x x g ,取T )0,2(-g p 00==∴ (1) 从0x 出发,沿0p 进行一维搜索,即求ααααϕ46)p f(x )( min 2000-=+=的极小点,得步长.31 0=α于是得到,)0,32( 0001T p x x =+=αT g )32,0(1-=.(4分) 由PRP 公式得,91/)(000110=-=g g g g g TT β故T p g p )32,92(0011=+-=β.(3分)(2) 从1x 出发,沿1p 进行一维搜索,即求3294274)p f (x )( min 2111--=+=ααααϕ 的极小点,得.231=α于是得到,)1,1( 1112T p x x =+=α此时T g )0,0(2=. 故,)1,1( 2*T x x ==.1*-=f.(3分)注:方法思路+公式正确,仅计算错误,可给分。
六、(10%)用乘子法求解问题3 x ..22 min 212221=-++x t s x x解:增广Lagrange 函数为,)3(2)3(22221212221-++-+-+=x x x x x x M σλ令,0)3(4,0)3(421222111=-++-=∂∂=-++-=∂∂x x x x Mx x x x M σλσλ 解得.423 21++==σλσx x (4分)根据乘子迭代公式,2622)3(211+++=-+-=+σσλσσλλk k k x x 当0σ>时,迭代收敛,且6*=→λλk 。
(4分) 在.423 21++==σλσx x 中令6=λ得123/2x x ==。
(2分)七、(10%)讨论Tx )3,0(*-=是否下面问题的KT 点1 09x x .. min 212221221≥+--≥+--+x x t s x x 。
解:有效集为}1{*=I ,(2分)T T T x c g x x g )6,0()(,)1,0(,)1,2()(*1*1=∇==.易见)(6*1*x c g ∇=,(4分)0,06121=>=λλ,所以*x 是KT 点。
(4分)八、(6%))设**,s z 分别是两个线性规划问题(I )0x bx .. max 1≥≤=A t s xc z T 与(II )0x kb x .. max 2≥+≤=A t s xc z T 的最优值,*1y 是(I )的对偶问题的最优解。
求证:k y z s T *1**+≤。
证明:(I )与(II )的对偶规划分别为(DI) 0y c y .. min ≥≥TT A t s yb 与 (DII) 0y cy ..)( min ≥≥+TT A t s yk b (2分)(I )的最优值与(DI )的最优值相同,得*1*y b z T =,(2分)*1y 是(DI )对偶规划的最优解,且(DI )与(DII )约束条件相同,从而*1y 是(DII )的可行解。
*1y 在(DII )的目标函数值不小于最优值,即**1)(s y k b T ≥+.因此k y z s T*1**+≤。
(2分)注:此题别的方法可类似给分。