Main menu
Прикладная математика

Прикладная математика (445)

Численные методы и вычислительная математика

  1. Численные методы — Ричард Бёрден, Дж. Дуглас Фэйрс
  2. Численные методы для инженеров — Стивен Чапра
  3. Численные методы линейной алгебры — Ллойд Трефетен, Дэвид Бау
  4. Матричные вычисления — Джин Голуб, Чарльз Ван Лоан
  5. Вычислительная математика — А. А. Самарский
  6. Численные методы — Н. С. Бахвалов

Оптимизация и исследование операций

  1. Введение в исследование операций — Хиллер, Либерман
  2. Выпуклая оптимизация — Стивен Бойд, Ливен Ванденберг
  3. Нелинейное программирование — Дмитрий Бертсекас
  4. Методы оптимизации — Дэвид Люнбергер
  5. Линейное программирование — Вацлав Хватал

Математическое моделирование

  1. Математическое моделирование — Марк Меершарт
  2. Моделирование систем — А. А. Самарский, А. П. Михайлов
  3. Математические модели в биологии — Эллнер, Гукенхаймер
  4. Математическое моделирование в механике — А. К. Фаулер

Дифференциальные уравнения

  1. Уравнения математической физики — В. С. Владимиров
  2. Дифференциальные уравнения — В. И. Арнольд
  3. Обыкновенные дифференциальные уравнения — Э. Камке
  4. Дифференциальные уравнения и их приложения — Мартин Браун

Теория вероятностей и стохастика

  1. Теория вероятностей — А. Н. Колмогоров
  2. Вероятность и статистика — Моррис Дегрут, Марк Шервиш
  3. Стохастические процессы — Шелдон Росс
  4. Стохастический анализ для финансов — Стивен Шрив

Data Science и машинное обучение

  1. Элементы статистического обучения — Хасти, Тибширани, Фридман
  2. Распознавание образов и машинное обучение — Кристофер Бишоп
  3. Машинное обучение: вероятностный подход — Кевин Мёрфи
  4. Data Science с нуля — Джоэл Грус

Прикладная математика в физике и инженерии

  1. Математические методы для физиков — Арфкен, Вебер
  2. Высшая математика для инженеров — Эрвин Крейсиг
  3. Прикладная математика — Дж. Дэвид Логан

Эвристика локального поиска: метод поиска с запретами (Tabu Search)

Метод поиска с запретами (Tabu Search, TS), предложенный Фредом Гловером в конце 1980-х годов, является одной из самых влиятельных и результативных метаэвристик в комбинаторной оптимизации. В отличие от простых алгоритмов локального спуска, которые неизбежно застревают в первом встречном локальном минимуме, и методов имитации отжига, использующих слепую вероятностную стратегию для выхода из ловушек, алгоритм поиска с запретами наделен интеллектуальной адаптивной памятью, позволяющей ему методично и детерминированно исследовать ландшафт целевой функции.

Подробнее

Программирование в ограничениях (Constraint Programming) и его гибридизация с MILP

Программирование в ограничениях (Constraint Programming, CP) — это мощная вычислительная парадигма, изначально возникшая в области искусственного интеллекта и логического программирования, но ставшая одним из важнейших инструментов современного исследования операций. В отличие от классического математического программирования, где фокус направлен на оптимизацию целевой функции при линейных или выпуклых ограничениях, CP концентрируется на поиске допустимого решения в сложных комбинаторных пространствах с жесткими логическими и нелинейными связями.

Подробнее

Многокритериальная оптимизация: метод анализа иерархий (AHP) Томаса Саати

Метод анализа иерархий (Analytic Hierarchy Process, AHP), разработанный выдающимся американским математиком Томасом Саати в 1970-х годах, представляет собой уникальный математический инструмент системного подхода к решению многокритериальных задач. В отличие от строгих методов математического программирования, которые оперируют объективными количественными ограничениями (стоимость, вес, объем), AHP формализует процесс оценки качественных, субъективных и трудноизмеримых факторов (комфорт, политические риски, престиж), переводя интуицию экспертов на строгий язык матричной алгебры.

Подробнее

Стохастическое программирование: метод выборочных средних (SAA)

Одной из главных математических и вычислительных трудностей стохастического программирования является вычисление целевой функции, которая в задачах планирования "под неопределенностью" представляет собой математическое ожидание (интеграл) по непрерывному многомерному распределению случайных параметров. Интегрирование таких функций в задачах высокой размерности аналитически невозможно, а использование классических детерминированных методов численного интегрирования (квадратур) мгновенно приводит к "проклятию размерности". Метод аппроксимации выборочным средним (Sample Average Approximation, SAA) изящно решает эту проблему, заменяя точное математическое ожидание его эмпирической оценкой, полученной методом Монте-Карло.

Подробнее

Муравьиные алгоритмы (ACO) в дискретной оптимизации

Муравьиные алгоритмы (Ant Colony Optimization, ACO) представляют собой выдающийся класс метаэвристических методов глобальной дискретной оптимизации, вдохновленных биологической моделью фуражирования (поиска пищи) колониями реальных муравьев. С момента своего создания Марко Дориго в 1992 году этот вероятностный подход, основанный на роевом интеллекте и стигмергии (непрямом обмене информацией агентов через изменение внешней среды), стал мощнейшим инструментом для решения сложнейших NP-трудных задач на графах, таких как задача коммивояжера и задача маршрутизации транспорта.

Подробнее

Метод доверительных областей (Trust-Region) в задачах нелинейной оптимизации

В численной нелинейной оптимизации существуют две глобальные стратегии обеспечения математической сходимости алгоритмов к локальному минимуму из произвольной стартовой точки: методы линейного поиска (Line Search) и методы доверительных областей (Trust-Region Methods). Если линейный поиск сначала выбирает направление движения, а затем пытается подобрать оптимальную длину шага вдоль этого направления, то метод доверительных областей работает принципиально иначе. Он сначала определяет радиус многомерной окрестности, внутри которой локальная квадратичная аппроксимация функции считается надежной, а затем ищет оптимальный шаг, не покидая пределов этой доверительной зоны.

Подробнее

Методы проксимального градиента и алгоритм FISTA в разреженной оптимизации

В современную эру машинного обучения, сжатия данных и обработки сигналов (Compressed Sensing) регулярно возникают задачи оптимизации огромной размерности, в которых целевая функция является суммой гладкой и негладкой составляющих. Классическим примером является задача регуляризованной регрессии LASSO, где гладкая квадратичная ошибка штрафуется негладкой L1-нормой для обеспечения разреженности решения. Для эффективного решения таких задач традиционные градиентные методы неприменимы, а субградиентные методы сходятся недопустимо медленно. Решением стал математический аппарат проксимальных операторов и методы проксимального градиента.

Подробнее

Теория двойственности Фенхеля и основы выпуклого анализа

Теория двойственности Фенхеля (Fenchel Duality) является одним из самых глубоких и абстрактных обобщений классической двойственности в нелинейном программировании. Опираясь на аппарат выпуклого анализа, эта теория позволяет рассматривать задачи оптимизации не через призму точек и градиентов, а через пространства сопряженных функций и опорных гиперплоскостей. Двойственность Фенхеля дает мощнейшие инструменты для решения задач негладкой оптимизации, математической физики и машинного обучения, где классический метод множителей Лагранжа сталкивается с аналитическими трудностями.

Подробнее

Байесовская оптимизация: максимизация дорогих функций "черного ящика"

Когда вычисление значения целевой функции является крайне долгим, дорогостоящим или требует проведения реального физического эксперимента (например, обучение сверхглубокой нейронной сети, бурение разведочной скважины или синтез нового белка), классические методы градиентного спуска и эволюционные алгоритмы становятся неприменимыми. Они требуют тысяч итераций, что экономически нецелесообразно. Байесовская оптимизация (Bayesian Optimization) представляет собой математическую стратегию глобального поиска, которая минимизирует количество обращений к целевой функции за счет построения ее вероятностной суррогатной модели.

Подробнее

Эвристика Лина-Кернигана: локальный поиск с переменной глубиной для задачи коммивояжера

Среди бесчисленного множества эвристических алгоритмов, разработанных для NP-трудной задачи коммивояжера (Traveling Salesperson Problem, TSP), эвристика Лина-Кернигана (Lin-Kernighan, LK) занимает место безоговорочного лидера. Предложенный в 1973 году Шенем Лином и Брайаном Керниганом, этот алгоритм локального поиска продемонстрировал невероятную способность находить решения, отличающиеся от абсолютного математического оптимума на десятые доли процента, для графов с миллионами узлов. Его успех базируется на элегантной концепции обмена ребрами с динамически изменяемой глубиной перебора.

Подробнее
Subscribe to this RSS feed

Соц. сети