METODI MATEMATICI DI OTTIMIZZAZIONE

Obiettivi formativi

Obiettivi formativi Il corso intende fornire una visione unificata dei principali problemi di ottimizzazione e dei relativi algoritmi di soluzione. Alla fine del corso lo studente è in grado di classificare i problemi di ottimizzazione in opportune categorie, formulare modelli di ottimizzazione per semplici problemi reali e risolverli con gli algoritmi e il software adeguati. Conoscenza e capacità di comprensione. Dopo aver frequentato il corso lo studente conosce e comprende le diverse classi di problemi di ottimizzazione (Programmazione LIneare, Programmazione Lineare con Variabili Intere, Programmazione Non Lineare Convessa) e i principali metodi di soluzione (Metodo del Simplesso, Metodi Branch and Bound e Cutting Plane, Metodi di discesa basati sul gradiente e Metodi ai punti interni). Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Gli studenti che superano l'esame sono in grado riconoscere problemi reali che possono essere modellizzati come problemi di ottimizzazione, di formulare tali modelli per alcune classi di problemi e risolverli con gli algoritmi e il software adeguati. Autonomia di giudizio. Gli studenti acquisiscono la capacità di classificare i problemi di ottimizzazione in opportune categorie e di valutarne la complessità computazionale. Imparano inoltre a vagliare i diversi aspetti legati ai problemi applicativi, a valutare diverse opzioni modellistiche e a analizzare i risultati ottenuti. Abilità comunicativa. La frequenza delle lezioni e lo studio del materiale del corso permettono agli studenti di acquisire il linguaggio base della disciplina. Le attività di laboratorio permettono agli studenti di acquisire la capacità di preparare brevi documenti che descrivono le scelte modellistiche e i risultati ottenuti su semplici casi applicativi. Capacità di apprendimento. Gli studenti che superano l’esame sono in grado di seguire corsi che trattano in modo più approfondito le varie classi di problemi di ottimizzazione.

Canale 1
ISABELLA LARI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Il corso intende fornire una visione unificata dei diversi problemi di ottimizzazione. Per tutti gli argomenti vengono considerati gli aspetti modellistici, gli elementi teorici essenziali e i principali algoritmi risolutivi. Vengono inoltre descritte le applicazioni più rilevanti dell’ottimizzazione nella logistica, nell’analisi dei dati, nell’economia e nella finanza. Le lezioni si articolano in quattro parti. Ottimizzazione Lineare (18 ore circa) Argomenti: Elementi di analisi convessa, Metodo del Simplesso, Dualità, Metodo duale del Simplesso. Ottimizzazione a Variabili Intere (18 ore circa) Argomenti: Formulazioni, Rilasciamenti, Metodo Branch and Bound, Metodi Cutting Plane, Programmazione dinamica. Ottimizzazione Non Lineare Convessa (18 ore circa) Condizioni di ottimalità, Metodi iterativi basati sul gradiente, Metodi ai punti interni Attività di laboratorio (18 ore circa) Consiste nella soluzione di problemi di ottimizzazione con l'utilizzo di software specializzato e nella realizzazione di un progetto su semplici casi di studio.
Prerequisiti
Lo studente deve aver seguito almeno un corso di Matematica su Algebra Lineare e Analisi Matematica. È auspicabile la conoscenza di un linguaggio di programmazione.
Testi di riferimento
Testi adottati I. Lari, B. Simeone, Dispense di Programmazione Lineare I. Lari , B. Simeone, Dispense di Programmazione Non Lineare L. A. Wolsey, Integer Programming, Wiley
Modalità insegnamento
Sono previste sia lezioni teoriche che lezioni di laboratorio. Le lezioni teoriche prevedono alternanza tra presentazione di aspetti teorici, metodi di soluzione e risoluzione di esercizi. Consiste nella soluzione di problemi di ottimizzazione con l'utilizzo di software specializzato e nella realizzazione di un progetto su semplici casi di studio.
Frequenza
La frequenza del corso è fortemente consigliata. In caso di impossibilità a seguire le lezioni, si consiglia di contattare il docente.
Modalità di esame
Per superare l’esame è richiesto (a) preparare una tesina individuale sulle attività svolte durante le lezioni di laboratorio; (b) una prova scritta (durata: 1 ora circa) in cui è necessario svolgere esercizi sui temi del programma; (c) una prova orale. Queste prove intendono valutare sia la capacità dello studente di risolvere problemi concreti sia la conoscenza e la comprensione degli aspetti teorici e algoritmici degli argomenti trattati.
Bibliografia
D. Bertsimas, J.N. Tsitsiklis – Introduction to Linear Optimization – Athena Scientific D. P. Bertsekas – Nonlinear Programming – Athena Scientific H.P. Williams – Model Building in Mathematicl Programming - John Wiley & Sons Inc https://neos-server.org/neos/
Modalità di erogazione
Sono previste sia lezioni teoriche che lezioni di laboratorio. Le lezioni teoriche prevedono alternanza tra presentazione di aspetti teorici, metodi di soluzione e risoluzione di esercizi. Consiste nella soluzione di problemi di ottimizzazione con l'utilizzo di software specializzato e nella realizzazione di un progetto su semplici casi di studio.
  • Codice insegnamento1055946
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoScienze statistiche - Statistical Sciences
  • CurriculumData analytics
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDMAT/09
  • CFU9
  • Ambito disciplinareAttività formative affini o integrative