Extrémy množiny řešení intervalových lineárních rovnic

Abstract

Tato práce se zabývá rešením intervalových soustav rovnic. Popsána je struktura množiny rešení, ze které vyplývá návrh některých algoritmů pro výpočet intervalového obalu množiny rešení. Výpočet intervalového obalu je obecně NP-těžká úloha, přesto existují algoritmy, které často skončí dříve než po exponenciálně mnoha krocích. Jedním z nich je Janssonuv algoritmus, který jsme implementovali v prostředí MATLAB za použití intervalové knihovny INTLAB. Metodu jsme optimalizovali a porovnali s existujícími implementacemi. Ukázalo se, že je naše metoda ve srovnání rychlejší pro úlohy, jejichž množina proniká velké množství ortantů. Pokud byl počet navštívených ortantů při výpočtu malý, byla naše implementace v porovnání méně efektivní. Nastíněna je verifikovaná metoda lineárního programování pro dosažení rigorózních výsledku.

Main topic of this thesis is solving interval linear systems. At first, we describe the structure of the solution set, which is the basis of several algorithms for computing interval hull of the solution set. Although computation of the interval hull is NP-hard problem, there exist algorithms which are not apriori exponential. One such algorithm is Jansson's algorithm which we implemented in MATLAB with utilisation of the interval toolbox INTLAB. We optimised the method and compared it to related implementations. Test results show that our implementation performs better in comparison on interval systems with solution set that is intersecting with many orthants. The opossite holds true when the amount of visited orthants is low. We describe a method of verified linear programming, which is necessary for producing rigorous results.