Rychlé odkazy: cvičení, Brute, rozvrh, diskusní fórum, časový plán ak. roku

Matematická optimalizace (též známá jako matematické programování) se zabývá minimalizací či maximalizací funkcí mnoha proměnných za případných omezujících podmínek. V inženýrské praxi vzniká mnoho takových úloh - často je třeba dělat něco nejlépe v rámci daných omezení. Optimalizace je fascinující a dynamický obor na pomezí matematické analýzy, lineární algebry a informatiky. Zužitkujete zde mnoho teoretických znalostí a dovedností, které jste se naučili dříve.

Kurz vás provede základními principy a metodami optimalizace, včetně úlohy nejmenších čtverců, lineárního programování, nelineárního programování a numerických iteračních metod. Na praktických příkladech uvidíte, jak lze tyto koncepty využít k řešení reálných problémů, které se mohou objevit v průmyslu, vědě nebo každodenním životě.

Prerekvizity: lineární algebra, matematická analýza, základy programování (Matlab nebo Python)

• Přednášejí Tomáš Werner (garant), Mirko Navara, Petr Olšák.
• Elektronická skripta, oboustranná verze pro tisk, errata. Viz také sbírka řešení většiny cvičení.
• Dále studujte z doplňující literatury.
• Live stream KN:E-107 (Přednášky PO se nestreamují ani nenahrávají, viz záznamy z minulých let)
• Záznamy přednášek: tento semestr (objeví se obvykle do 48 hodin po přednášce)

Během semestru vám zadáme 10 krátkých online kvízů, jejichž cílem je zopakovat si odpřednášenou látku. Odkaz na nově otevřený kvíz a termín jeho vyplnění se vždy objeví v Brute. Na začátku semestru je navíc nultý kvíz, který je cvičný a do hodnocení se nezapočítává.

Každý kvíz je možno libovolněkrát opakovat (pro opakování je v Brute potřeba se vrátit na výpis a kliknout znovu na kvíz). Kdo kvíz bezchybně vyplní do daného termínu, dostane za něj 1 bod. Kdo ho vyplní po termínu nebo nevyplní, dostane 0 bodů. Vyplnění kvízů není podmínkou zápočtu.

Během semestru dostanete několik domácích úloh. Vaším úkolem bude úlohu naprogramovat v Matlabu (čtěte Matlab v OPT) nebo Pythonu a odevzdat fungující kód. V odevzdaném kódu smíte použít jen základní funkce (pro Matlab vyjmenované zde).

Odkaz na nově zadanou domácí úlohu a termín odevzdání se vždy objeví v Brute. Kód je nutno odevzdat do Brute, přičemž:

• Fungující a včas odevzdaná úloha se hodnotí 1 bodem.
• Pozdní odevzdání úlohy se penalizuje pokutou 0.001 bodu za každou započatou hodinu zpoždění, nejvíce však 1 bod.
• Kdo úlohu odevzdá ale ohodnotíme mu ji 0 body (tedy jako nevyhovující), musí ji opravit a odevzdat znovu.

Body z domácích úloh jsou na konci semestru normalizovány tak, aby celkový maximální počet byl 10 bodů. Dotazy ohledně domácích úloh pište, prosíme, na diskuzní fórum.

Pozn. o plagiátorství: Při řešení domácích úloh je zakázáno: přebírat řešení (kód nebo text) od jiných studentů (z letošního i minulých let) nebo z webu, poskytovat je jiným studentům, dávat je kamkoliv na web. Nezakazujeme vám se o úlohách spolu bavit (naopak to doporučujeme!) - bavte se ale jen o matematice, ne o kódu. Důkaz plagiátorství je už to, že nebudete schopni vysvětlit, jak váš kód funguje. Odhalení plagiátu má za následek neudělení zápočtu, opakované případy mohou vést k disciplinárnímu řízení. Viz obecná pravidla.

Během semestru si napíšete dva testy, a to na přednáškách ve dnech 25.3. a 29.4.. Každý test obsahuje příklady na látku odpřednášenou a odcvičenou do té doby. Z každého testu dostanete max. 15 bodů. Hodnocení testu po opravení najdete v Brute.

U testu můžete používat jako tahák jednu stranu A4 s ručně psanými poznámkami (pouze originál, ne výtisk scanu či výstupu z tabletu). Kalkulačka je povolena, jiná elektronnika nikoliv. Prosíme, přineste si vlastní čisté papíry, na které budete psát nanečisto.

Kdo se nemůže testu zúčastnit (z vážných důvodů, typicky nemoc), může absolvovat náhradní test (datum bude ohlášeno). V tom případě napište přednášejícímu email s důvodem absence (a to včas, ať vám to stihne schválit). Náhradní test neumožňuje zlepšit si špatně napsaný test, ale pouze nahradit absenci na testu. Náhradní test je pouze jeden a jeho téma je látka z celého semestru.

Testy nepodceňte, neboť opravit si zkažený test není možné a hrozí Vám nezískání zápočtu.

Příklady testů (vč. řešení) z minulého semestru: test1, test2

• Celkový počet bodů z obou semestrálních testů minimálně 7.5 bodu (tj. 1/4 z celkově možných 30 bodů).
• Odevzdané a fungující všechny domácí úlohy. Kdo odevzdá poslední fungující domácí úlohu až po zápočtovém týdnu, prosím požádejte svého cvičícího o zápočet emailem.

Zápočet udělený v některém z předchozích semestrů uznáme. Automaticky se tím uznávají i body dosažené za práci v proběhlém semestru, tj. součet bodů za kvízy, přípravy, domácí úlohy a semestrální testy. Ovšem pokud jste navzdory snaze neudělali zkoušku, doporučujeme chodit znovu na cvičení.

Zkouška je písemná. Nutnou podmínkou účasti na zkoušce je zápočet. Zkouška má podobnou formu jako semestrální testy, ale je delší a obtížnější. U zkoušky můžete mít dvě strany (tj. jeden list) A4 s ručně psanými poznámkami (pouze originál, ne výtisk scanu či výstupu z tabletu).

Způsob hodnocení písemky bude oznámen.

(Pozn. Pokud máte během zkouškového období státnice a chcete zkoušku složit před nimi, napište email přednášejícímu hned jak se dozvíte datum státnic. I když to není naše povinnost, pokusíme se k tomu přihlédnout při plánování zkouškových termínů.)

Nutnou podmínkou pro známku lepší než F je nejméně polovina (tj. 20) bodů ze zkouškové písemky. Výsledná známka se pak obvykle určí takto:

Dotazy ke cvičením, domácím úlohám a kvízům směřujte na svého cvičícího, Dotazy k testům a organizaci na garanta.

Pokud látku nechápete, nabízíme konzultace. Obraťte se nejprve na svého cvičícího nebo na přednášejícího po středeční odpolední.