Multiplicadors de Lagrange

Fig. 1. En verd, el lloc geomètric (corba de nivell o isolínia) dels punts que satisfan la restricció g(x,y) = c. En blau els contorns de f. Les fletxes representen el gradient, que té una direcció perpendicular a la tangent de la isolínia.

En problemes d'optimització matemàtica, el mètode dels multiplicadors de Lagrange, anomenat així per Joseph Louis Lagrange, és un mètode per trobar l'extrem d'una funció de diverses variables subjecte a una o més restriccions; és l'eina bàsica en l'optimització no lineal amb restriccions.

Simplificant, aquesta tècnica permet determinar a quin lloc d'un conjunt particular de punts (com una esfera, un cercle o un pla) es troba l'extrem d'una funció donada. La tècnica aplica una generalització i formalització del fet que el conjunt de tots els punts a alçada h sobre la superfície de la terra és un conjunt tangent al cim d'una muntanya d'alçada h.

Més formalment, els multiplicadors de Lagrange calculen els punts estacionaris de la funció restringida. En virtut del teorema de Fermat, els extrems es troben en aquests punts, o bé en els límits, o bé en punts on la funció no és diferenciable.

Redueix el trobar els punts estacionaris d'una funció restringida d'n variables amb k restriccions a trobar els punts estacionaris d'una funció no restringida d'n+k variables. El mètode introdueix una variable escalar desconeguda nova (anomenada multiplicador de Lagrange) per a cada restricció, i defineix una funció nova (anomenada Lagrangià) en termes de la funció original, les restriccions, i els multiplicadors Lagrange.


Developed by StudentB