Die Studierenden beherrschen die Behandlung zentraler Aspekte der Linearen Optimierung. Dies sind:
- die Modellierung von Problemen im Bereich der Informationstechnik (z.B. Leistungsallokation) sowie im Alltag (z.B. Rucksackproblem, Sudoku, Ernährung) als lineare Optimierungsprobleme
- die Dualität sowie notwendige und hinreichende Bedingungen
- Verfahren, die zur effizienten Bestimmung von Lösungen führe
In vielen technischen (aber auch nichttechnischen) Bereichen werden Lösungen für Probleme gesucht, bei denen auch immer gewisse Vorgaben oder Nebenbedingungen erfüllt werden müssen. Die Optimierung dient hierbei als systematisches Werkzeug zur effizienten Lösungsbestimmung. Der Anwendungsfokus der Vorlesung ist in der Netzwerk-Plannung wie Interferenz-Management, Frequenz- und Nutzerzuweisungen, Positionierung von Basisstationen sowie Routing.
- Einleitung und Überblick
- Motivation, Formulierung von linearen Problemen, Varianten, Beispiele, stückweise lineare Zielfunktionen
- Graphische Darstellung und Lösung
- Lineare Algebra: Überblick und Notation
- Geometrie der linearen Optimierung
- Konvexe Mengen, Polyhedra, Extrempunkte
- Die Simplex-Methode
- Optimalitätsbedingungen, Entwicklung, Implementierung
- Dualitätstheorie
- Motivation, Duales Problem, Dualitätstheorem
- Spieltheorie
- Sensitivitätsanalyse (Lokale)
- Netzwerk-Fluss-Probleme
- Formulierung, Probleme: Kürzester Pfad/Maximaler Fluss, Netzwerk-Simplex Algorithmus
- Innere-Punkt-Methoden
- Affiner Skalierungsalgorithmus
- Ganzzahlige Optimierung
- Formulierung
- Methoden: Brunch and bound, cutting plane
- Anwendungen