優化理論教學大綱課程中文名稱：優化理論課程英文名稱：OptimizationTheory課程編號：204T0664學分：1學時：16（其中：講課學時：16實驗學時：0實踐學時：0）先修課程：高等數學Ⅰ（一）/（二）、線性代數Ⅰ、概率論與數理統計Ⅰ、自動控制理論Ⅰ（一）/（二）等適用專業：自動化課程類別：專業拓展課程選修使用教材：《運籌學》教材組編.運籌學(第四版)[M].北京:清華大學出版社,2014.開課單位：電氣與新能源學院一、課程性質優化理論是一門應用數學方法和相關科學技術知識解決實際問題，為決策者選擇最佳方案提供定量依據的新興學科。該課程是自動化專業的重要專業選修課程，是學生進行現代數學思想和方法訓練的重要組成部分。該課程的任務是使學生能夠掌握系統優化的基本概念、基本數學原理與理論、基本算法與操作，加強理論與實際相結合的方法訓練，加強局部和整體的系統優化的思維方法的訓練。培養學生應用數學的意識和環境、興趣與能力，使之能夠自覺地運用優化思想去觀察、分析和解決實際問題。從而達到培養學生創造性的思維能力，以適應現代科技迅猛發展對未來科技人才的要求。二、教學目標：課程目標1：從系統科學的內容、方法、思維多個層面對學生進行價值塑造，幫助學生樹立良好的人生觀價值觀，培養學生的愛國情懷、創新能力、科學思維和探索習慣。課程目標2：能夠將數學和物理等自然科學、工程基礎知識相關領域專業知識用于解決復雜工程問題。課程目標3：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜系統工程問題，以獲得有效結論。課程目標4：理解并掌握工程管理原理與經濟決策方法，并能在多學科環境中應用。三、課程目標對畢業要求的支撐關系畢業要求畢業要求指標點課程目標對畢業要求的支撐關系1.工程知識指標點1.2：能夠運用數學、自然科學、工程科學的知識對復雜系統工程問題建立數學模型并求解。支撐目標：課程目標1，課程目標2，課程目標3，課程目標42.問題分析指標點2.3：能認識到解決復雜系統工程問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。指標點2.4：能運用基本原理，借助文獻研究，分析過程的影響因素，獲得有效結論。支撐目標：課程目標1，課程目標2，課程目標3，課程目標43.項目管理指標點11.3：能在多學科環境下（包括模擬環境），在設計開發解決方案的過程中，運用工程管理與經濟決策方法。支撐目標：課程目標1，課程目標2，課程目標3，課程目標4四、教學內容及要求第一章緒論（2學時）1.教學內容：緒論（1）優化理論的發展簡史；（2）運籌學的性質和特點；（3）運籌學的主要內容；（4）運籌學的模型；（5）運籌學的應用與展望。2.重、難點：運籌學的性質與特點、運籌學的工作步驟3.考核要點：運籌學解決問題的基本思想4.教學方法：課堂講授、多媒體教學5.作業安排：舉例生活或學習中運籌學思想應用實例第二章線性規劃與單純形法（10學時）1.教學內容：（1）線性規劃問題及其數學模型；（2）線性規劃問題的幾何意義；（3）單純形法；（4）單純形法的計算步驟；（5）單純形法的進一步討論；（6）應用舉例。2.重、難點：線性規劃問題的數學模型、幾何意義、單純形法的基本思想與計算步驟3.考核要點：線性規劃問題的數學建模、單純形法的計算步驟4.教學方法：課堂講授、多媒體教學5.作業安排：教材第38頁1.1,1.4，1.6，1.9，1.10，1.11第三章對偶理論與靈敏度分析（10學時）1.教學內容：（1）單純形法的矩陣描述；（2）改進單純形法；（3）對偶問題的提出；（4）線性問題的對偶理論；（5）影子價格；（6）靈敏度分析。2.重、難點：對偶理論，對偶問題的經濟解釋，改進單純形法、靈敏度分析的思想與方法3.考核要點：對偶理論，影子價格，靈敏度分析4.教學方法：課堂講授、多媒體教學5.作業安排：教材第73頁2.1,2.3，2.4，2.9，2.10第四章整數規劃（4學時）1.教學內容：（1）整數規劃問題的提出；（2）分支定界法；（3）割平面法；（4）0-1型整數規劃；（5）指派問題2.重、難點：整數規劃的數學模型、分支定界法、割平面法3.考核要點：整數規劃問題的數學建模、分支定界法4.教學方法：課堂講授、多媒體教學5.作業安排：教材第131頁5.1，5.2,第五章動態規劃的基本方法（6學時）1.教學內容：（1）多階段決策過程及實例；（2）動態規劃的基本概念和基本方程；（3）動態規劃的最優性原理和最優性定理；（4）動態規劃和靜態規劃的關系。2.重、難點：多階段決策問題的定義，動態規劃的基本概念和基本方程，動態規劃的最優性原理和最優性定理3.考核要點：動態規劃的基本方程的建立與求解4.教學方法：課堂講授、多媒體教學5.作業安排：教材第211頁8.2,8.5，8.6五、學時分配及對畢業要求指標點的支撐章節教學內容學時分配支撐的課程目標講課實驗實踐第一章優化理論的發展簡史；運籌學的性質和特點；運籌學的主要內容；運籌學的模型；運籌學的應用于展望200課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4第二章線性規劃問題及其數學模型；線性規劃問題的幾何意義；單純形法；單純形法的計算步驟；單純形法的進一步討論；應用舉例1000課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4第三章單純形法的矩陣描述；改進單純形法；對偶問題的提出；線性問題的對偶理論；影子價格；靈敏度分析1000課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4第六章整數規劃問題的提出；分支定界法；割平面法；0-1型整數規劃400課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4第七章多階段決策過程及實例；動態規劃的基本概念和基本方程；動態規劃的最優性原理和最優性定理；動態規劃和靜態規劃的關系600課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4六、考核方式及成績評定標準1、課程考核方式：課程考試占60%，平時成績占40%。1.2,2.3,2.4,11.3支撐畢業要求課程目標考核與評價方式合計平時成績（50%）期末考試（50%）課堂考勤課堂互動、課堂討論紙質作業課程考試指標點：1.2,11.3課程目標111259指標點：1.2,2.3,2.4,11.3課程目標23361527指標點：1.2,2.3,2.4,11.3課程目標33362032指標點：1.2,2.3,2.4,11.3課程目標43362032總分占比%10102060100說明：根據實際情況，每個課程目標的成績比例可以在上下10%的范圍內浮動，但必須保證總成績為100分。2、課程成績評定標準課程目標考核要求評分標準高于預期達到預期低于預期優秀良好合格不合格課程目標1課堂考勤、課程總結拓展（10）9~107~860~5課程目標2線上線下測試、課堂互動、課后作業、課堂討論、期末考試（30）27~3024~2619~230~18課程目標3線上線下測試、課堂互動、課后作業、課堂討論、期末考試（30）27~3024~2619~230~18課程目標4線上線下測試、課堂互動、課后作業、課堂討論、期末考試（30）27~3024~2619~230~18七、參考書目