奥鹏吉林大学21年《机械优化设计》网考复习题答案doc.docx
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奥鹏吉林大学21年《机械优化设计》网考复习题答案doc.docx
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单选题
1.黄金分割的数值为()。
A.0.618
B.0.318
C.0.218
D.0.118
答案:
A
2.()是从可行域的外部构造一个点序列去逼近原约束问题的最优解。
A.外点法
B.内点法
C.混合法
D.抛物线法
答案:
A
3.最优点是一个内点,其最优解条件与无约束优化设计的最优解条件()。
A.相同
B.不同
C.相似
D.不确定
答案:
A
4.非线性问题分为一维问题和()两种。
A.静态问题
B.n维性问题
C.无约束问题
D.约束问题
答案:
B
5.静态问题分为无约束问题和()两种。
A.线性问题
B.非线性问题
C.一维问题
D.约束问题
答案:
D
6.下列约束中不属于性能约束的一项是( )。
A.齿轮齿面接触疲劳强度条件
B.梁的刚度条件
C.斜齿轮螺旋角取值范围的限制条件
D.转子旋转的平衡条件。
答案:
C
7.有n个设计变量为坐标所组成的实空间称为()。
A.设计空间
B.行向量
C.列向量
D.集
答案:
A
8.下列优化设计的算法中,不属于无约束优化设计算法的一项是( )。
A.牛顿法
B.鲍威尔法
C.罚函数法
D.变尺度法
答案:
C
9.关于机械优化设计的设计空间的描述,不正确的一项是( )。
A.设计空间是一个优化设计问题所有设计方案的集合
B.一个优化设计问题中,设计变量的个数,就是它的设计空间的维数
C.设计空间就是设计变量的可行域
D.每个优化设计方案都可用一个从设计空间原点出发的向量表示
答案:
D
10.在最速下降法中,相邻两个迭代点上的函数梯度相互()。
A.平行
B.垂直
C.相交
D.相异
答案:
B
11.下列说法不正确的一项是( )。
A.变量轮换法的方法是依次沿相应的坐标轴方向进行的一维优化,收敛速度较慢
B.二维正定二次函数的等值线是同心的椭圆族,且椭圆中心就是以该函数为目标函数的极小点
C.用梯度法寻求目标函数的最小值时,就是沿目标函数方向上的一维搜索寻优法
D.利用复合形法进行优化设计时,构造初始复合形的全部顶点都必须在可行城内选取。
答案:
C
12.动态问题分为约束问题和()两种。
A.一维问题
B.n维性问题
C.无约束问题
D.约束问题
答案:
C
13.一个可行设计必须满足某些设计限制条件,这些限制条件称作()。
A.可行条件
B.固定条件
C.约束条件
D.边界条件
答案:
C
14.K-T条件是多元函数取得约束极值的()条件。
A.充分
B.必要
C.充分必要
D.不确定
答案:
B
15.下列说法正确的一项是( )。
A.若目标函数的海森矩阵H(X)对应的行列式的顺序主子式的值都小于零,则此海森矩阵H(X)为正定矩阵
B.牛顿法寻优时的搜索方向是向量表示的方向
C.利用复合形法进行优化设计时,每一轮迭代中求出的映射点只要满足可行性条件就可以作为一个寻优点
D.机械优化设计中的可行域必须是一个有界的闭域。
答案:
B
16.()通常是指在解决设计问题时,使其结果达到某种意义上的无可争议的完善化。
A.正交化
B.规范化
C.最优化
D.正定化
答案:
C
17.无约束优化问题极值必要条件是()。
A.在极值点处函数的梯度为一维零向量
B.在极值点处函数的梯度为二维零向量
C.在极值点处函数的梯度为三维零向量
D.在极值点处函数的梯度为n维零向量
答案:
D
18.()是在利用多维设计空间中的几何图形不断向好点移动迭代的一种算法,可通过反射、收缩、扩展三种运算来解决。
A.单钝形法
B.内点法
C.外点法
D.混合法
答案:
A
19.具有凸性(表现为单峰性)或只有唯一的局部最优值亦即全域最优值的函数,称为()。
A.凸函数
B.双峰函数
C.一次函数
D.线性函数
答案:
A
20.()是用内点法处理不等式约束,用外点法处理等式约束。
A.外点法
B.内点法
C.混合法
D.抛物线法
答案:
C
21.在有限元中,系统之间只能通过()来传递内力。
A.结点
B.网格
C.表面
D.边缘
答案:
A
22.梯度方向是函数具有()的方向。
A.最速下降
B.最速上升
C.最小变化
D.最大变化率。
答案:
D
23.若矩阵A的各阶顺序主子式均大于零,则该矩阵为()矩阵
A.正定
B.正定二次型
C.负定
D.负定二次型
答案:
A
24.梯度法和牛顿法可看作是()的一种特例。
A.坐标转换法
B.共轭方向法
C.变尺度法
D.复合形法
答案:
C
25.可修复产品的平均寿命是指()。
A.产品工作至报废的时间
B.中位寿命
C.平均无故障工作时间
D.产品发生失效前的工作时间
答案:
B
26.人们将设计的对象系统看成是“黑箱”,集中分析比较系统中的能量、()和信息三个基本要素的输入输出关系。
A.时间
B.质量
C.成本
D.物料
答案:
D
27.联系统的失效模式大多服从()。
A.正态分布
B.对数正态分布
C.指数分布
D.威布尔分布
答案:
D
28.转换开关的可靠度为1时,非工作冗余系统的可靠度为R1,工作冗余系统的可靠度为R2,则R1与R2之间的关系为()。
A.R1 B.R1>R2 C.R1=R2 D.R1≤R2 答案: B 29.()称为产品三次设计的第二次设计。 A.环境设计 B.参数设计 C.工艺设计 D.可靠性设计 答案: B 30.TRIZ理论中的物质-场分析法认为所有的功能分解成为以下基本元素()。 A.一个物质两个场 B.两个物质一个场 C.一个物质一个场 D.两个物质两个场 答案: A 31.在工程优化设计中,大多数情况下,设计变量是()。 A.无界连续变化型量 B.无界离散变化型量 C.有界连续变化型量 D.有界离散变化型量 答案: C 32.某批产品120个,工作了80小时,失效了20个。 到81小时,又失效了1个,第82小时失效了3个,则λ(81)=()1/h。 A.16.7% B.17.5% C.1% D.3.03% 答案: D 33.目标函数的等值面()表示出函数的变化规律。 A.不能定性 B.不能定量 C.仅在数值方面 D.不能直观 答案: B 34.f(X)方向是指函数f(X)具有()的方向。 A.最小变化率 B.最速下降 C.最速上升 D.极值 答案: C 35.求多维优化问题目标函数的极值时,迭代过程每一步的格式都是从某一定点X(K)出发,沿着某一使目标函数()的规定方向S(K)搜索,以找出此方向的极小点X(K+1)。 A.正定 B.负定 C.上升 D.下降 答案: D 36.0.618法是一种()缩短区间的直接搜索方法。 A.等和 B.等差 C.等比 D.等积 答案: C 37.多元函数F(X)在X*处存在极大值的充分必要条件是: 在X*处的Hessian矩阵()。 A.等于零 B.大于零 C.负定 D.正定 答案: C 38.关于机械优化设计的设计空间的描述,不正确的一项是()。 A.设计空间是一个优化设计问题所有设计方案的集合 B.一个优化设计问题中,设计变量的个数,就是它的设计空间的维数 C.设计空间就是设计变量的可行域 D.每个优化设计方案都可用一个从设计空间原点出发的向量表示 答案: D 39.对于一个无约束优化问题,若其一阶、二阶偏导数易计算,且设计变量不多(n≤20),宜选用的优化方法是()。 A.拟牛顿法 B.变尺寸法 C.0、618法 D.二次插值法 答案: A 40.抽取100只灯泡进行实验,灯泡工作到50小时有12只损坏,工作到70小时又有20只损坏,从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度为()。 A.0.006 B.0.004 C.0.01 D.0.12 答案: C 41.在有限元的系统划分后,每个单元所受的载荷均按()等效原理移植到结点上。 A.应变 B.应力 C.位移 D.静力 答案: B 42.通过对有限元的态体分析,可以揭示结点外载荷与结点位移的关系,从而用来求解()。 A.结点力 B.结点位移 C.结点动变形 D.结点动应力 答案: B 43.当满足()条件时,矩阵A为正定矩阵。 A.各阶顺序主子式均大于零 B.所有偶数阶主子式大于零 C.各阶顺序主子式均小于零 D.所有奇数阶主子式小于零 答案: A 44.在任何一次迭代计算过程中,当起步点和搜索方向确定后,求系统目标函数的极小值关键就在于求出()的最优值问题。 A.约束 B.等值线 C.步长 D.可行域 答案: C 45.现代设计的特点之一是()。 A.静态分析 B.自然优化 C.封闭收敛 D.面向社会 答案: D 46.下列无约束优化方法中,属于直接法的是()。 A.共轭方向法 B.牛顿法 C.共轭梯度法 D.变尺度法 答案: A 47.在下列无约束优化方法中,()需要计算Hessian矩阵。 A.powell法 B.梯度法 C.牛顿法 D.共轭梯度法 答案: C 48.优化设计的数学模型中,设计变量是一组()的基本参数。 A.相互依赖 B.互为因果关系 C.相互独立 D.相互约束 答案: C 49.在设计空间内,目标函数值相等点的连线,对于二维问题,构成了()。 A.等值线 B.等值面 C.同心椭圆族 D.等值超曲面 答案: A 50.为确定函数单峰区间内的极小点,可进行进退试算,为了()可将步长增加或缩小一定的倍数。 A.提高精度 B.加速计算 C.执行标准 D.重复运算 答案: B 51.不可修复产品的平均寿命是指()。 A.产品工作至报废的时间 B.产品发生失效前的工作时间 C.平均无故障工作时间 D.两次相邻故障之间的工作时间 答案: B 52.如果两个随机变量A和B均服从正态分布,即A=N(100,0.05),B=N(400,0.02),则随机变量A在±0、05之间分布的百分数与随机变量B在±0.02之间分布的百分数()。 A.之比为2.5 B.之差为0.5 C.之比为0.4 D.相等 答案: D 53.在t~t+Δt的时间间隔内的平均失效密度f(t)表示()。 A.平均单位时间的失效频数 B.平均单位时间的失效频率 C.产品工作到t时刻,单位时间内发生失效的概率 D.产品工作到t时刻,单位时间内发生失效的产品数与仍在正常工作的产品数之比 答案: B 54.评价目标树中,同级子目标的重要性系数(加权系数)之和等于()。 A.0 B.1 C.该子目标以上各级子目标重要系数的乘积 D.该子目标以下各级子目标重要系数的乘积 答案: B 55.当设计变量数目()时,该设计问题称为大型优化问题。 A.n<10 B.n=10~50 C.n<50 D.n>50 答案: D 56.实际工程中约束问题的最优值f(x)不一定是目标函数的自然最小值,但它却是()的最小值。 A.函数可行域内 B.约束条件限定下 C.约束条件限定的可行域内 D.转化为无约束下 答案: C 57.当提高元件的可靠度受到限制的情况下,采用()系统,可以提高系统的可靠度。 A.并联 B.串联 C.串并联 D.冗余 答案: A 58.有的标准正态分布表只有Z的正值而没有Z的负值时,可用()求解。 A.Φ(Z)=Φ(-Z)+1 B.Φ(-Z)=1+Φ(Z) C.Φ(Z)=Φ(-Z) D.Φ(-Z)=1-Φ(Z) 答案: D 59.一个可行设计必须满足某些设计限制条件,这些限制条件称作()。 A.可行条件 B.固定条件 C.约束条件 D.边界条件 答案: C 60.利用评价目标树对产品定量评价时,可根据各目标的重要程度设置加权系数。 目标越重要,该系数可以()。 A.大一些 B.小一些 C.取接近5分的值 D.取接近10分的值 答案: A 61.在无约束优化方法中,直接利用目标函数值构成的搜索方法是(B)。 A.梯度法 B.鲍威尔法 C.共轭梯度法 D.变尺度法 答案: B 62.指数分布的失效率()。 A.与平均寿命成正比 B.与时间无关 C.与均值成正比 D.与方差成反比 答案: B 63.当满足()条件时,矩阵A为负定矩阵。 A.各阶顺序主子式均大于零 B.所有参数阶主子式小于零 C.各阶顺序主子式均小于零 D.所有参数阶主子式大于零 答案: B 64.某型号轴承100个,在恒定负荷下工作20h后,失效16个,则R(20)≈()。 A.0.84 B.0.19 C.0.8 D.0.16 答案: A 65.X为正态分布,均值μ=27,标准差σ=4,则X大于41的概率为()。 A.F(3.50) B.1+F(3.50) C.1-F(3.50) D.1-R(3.50) 答案: C 66.具有凸性(表现为单峰性)或只有唯一的局部最优值亦即全域最优值的函数,称为()。 A.凸函数 B.双峰函数 C.一次函数 D.线性函数 答案: A 67.机械最优化设计问题多属于什么类型优化问题()。 A.约束线性 B.无约束线性 C.约束非线性 D.无约束非线性 答案: C 68.梯度方向是函数具有()的方向 A.最速下降 B.最速上升 C.最小变化 D.最大变化率 答案: D 69.函数f(x)在某点的梯度方向为函数在该点的()。 A.最速上升方向 B.上升方向 C.最速下降方向 D.下降方向 答案: A 70.更适合表达优化问题的数值迭代搜索求解过程的是()。 A.曲面或曲线 B.曲线或等值面 C.曲面或等值线 D.等值线或等值面 答案: D 71.下列有关二维目标函数的无约束极小点说法错误的是()。 A.等值线族的一个共同中心点 B.梯度为零的点 C.驻点 D.海赛矩阵不定的点 答案: D 72.设f(x)为定义在凸集D上且具有连续二阶导数的函数,则f(x)在D上为凸函数的充分必要条件是海赛矩阵G(x)在D上处处()。 A.正定 B.半正定 C.负定 D.半负定 答案: B 73.拉格朗日乘子法是求解等式约束优化问题的一种经典方法,它是一种()。 A.降维法 B.消元法 C.数学规划法 D.升维法 答案: D 74.若矩阵A的各阶顺序主子式均大于零,则该矩阵为()矩阵。 A.正定 B.正定二次型 C.负定 D.负定二次型 答案: A 75.一维搜索方法中,黄金分割法比二次插值法的收敛速度()。 A.慢 B.快 C.一样 D.不确定 答案: A 76.关于一维搜索方法的叙述,下列说法错误的是()。 A.黄金分割法是最常用的一维搜索试探方法 B.在试探法中,确定试验点的位置时没有考虑函数值的分布 C.当函数具有较好的解析性质时,试探法比插值法的效果好 D.插值法中的牛顿法是利用一点的函数值、一阶导数值等构造二次函数的 答案: C 77.下列多变量无约束优化方法中,算法稳定性最好的是()。 A.坐标轮换法 B.原始共轭方向法 C.鲍威尔法 D.梯度法 答案: A 78.通常情况下,下面四种算法中收敛速度最慢的是()。 A.牛顿法 B.梯度法 C.共轭梯度法 D.变尺度法 答案: B 79.哪种方法在确定优化搜索方向时,不需用目标函数的一阶或二阶导数信息()。 A.梯度法 B.牛顿法 C.变尺度法 D.鲍威尔法 答案: D 80.优化设计的数学模型不需要()。 A.变换矩阵 B.设计约束 C.目标函数 D.设计变量 答案: A 81.坐标轮换法之所以收敛速度很慢,原因在于其搜索方向与坐标轴的关系是下述哪种情况,不适应函数的变化情况()。 A.垂直 B.斜交 C.平行 D.正交 答案: C 82.关于鲍威尔方法,叙述错误的是()。 A.鲍威尔法是利用函数的一阶导数来构造共轭方向的 B.鲍威尔法又称为方向加速法 C.鲍威尔法是一种有效的共轭方向法 D.对于非二次函数且具有连续二阶导数的优化问题,用鲍威尔法是有效的 答案: A 83.关于约束优化问题的解法,下列说法正确的是()。 A.直接解法通常适用于仅含等式约束的问题 B.若目标函数为凸函数,可行域为凸集,间接法可保证获得全局最优点 C.间接解法可有效地处理具有等式约束的约束优化问题 D.可行方向法属于间接解法 答案: C 84.下列关于外点惩罚函数法的叙述,错误的是()。 A.可用来求解含不等式约束和等式约束的最优化问题。 B.惩罚因子不断递增 C.新目标函数定义在可行域之内 D.初始点必须在可行域外 答案: C 85.关于多目标优化问题的叙述,下列说法错误的是()。 A.多目标优化设计问题要求各分量目标都达到最优是较难做到的 B.多目标优化问题的特点之一是任意两个设计方案的优劣较容易判别 C.多目标优化问题得到的非劣解往往不止一个 D.多目标优化方法中的主要目标法是将多目标优化问题转化为一系列单目标优化问题来求解 答案: B 86.下面()方法需要求海赛矩阵。 A.最速下降法 B.共轭梯度法 C.牛顿型法 D.DFP法 答案: C 87.()不是优化设计问题数学模型的基本要素。 A.设计变量 B.约束条件 C.目标函数 D.最佳步长 答案: D 88.下面四种无约束优化方法中,()在构成搜索方向时没有使用到目标函数的一阶或二阶导数。 A.梯度法 B.牛顿法 C.变尺度法 D.坐标轮换法 答案: D 89.与梯度成锐角的方向为函数值()方向,与梯度成直角的方向为函数值不变方向。 A.上升 B.下降 C.不变 D.为零 答案: A 90.K-T条件是多元函数取得约束极值的()条件。 A.充分 B.必要 C.充分必要 D.不确定 答案: B 91.下列优化设计的算法中,不属于无约束优化设计算法的一项是()。 A.牛顿法 B.鲍威尔法 C.罚函数法 D.变尺度法 答案: C 92.为了确定函数单峰区间内的极小点,可按照一定的规律给出若干试算点,依次比较各试算点的函数值大小,直到找到相邻三点的函数值按( )变化的单峰区间为止。 A.高-低-高 B.高-低-低 C.低-高-低 D.低-低-高 答案: A 93.一维搜索方法中,黄金分割法比二次插值法的收敛速度( )。 A.慢 B.快 C.一样 D.不确定 答案: A 94.关于一维搜索的牛顿法,下列叙述错误的是( )。 A.牛顿法属于一维搜索的插值方法 B.牛顿法的特点是收敛速度很慢 C.牛顿法中需要计算每一点的函数二阶导数 D.牛顿法要求初始点离极小点不太远,否则有可能使极小化序列发散 答案: B 95.下列多变量无约束优化方法中,属于直接法的是( )。 A.变量轮换法 B.牛顿法 C.共轭梯度法 D.变尺度法 答案: A 96.下列多变量无约束优化方法中,算法稳定性最好的是( )。 A.坐标轮换法 B.原始共轭方向法 C.鲍威尔法 D.梯度法 答案: C 97.通常情况下,下面四种算法中收敛速度最慢的是( )。 A.牛顿法 B.梯度法 C.共轭梯度法 D.变尺度法 答案: B 98.下列约束优化问题的求解方法中,属于间接解法的是( )。 A.随机方向法 B.惩罚函数法 C.复合形法 D.广义简约梯度法 答案: B 99.哪种方法在确定优化搜索方向时,不需要用目标函数的一阶或二阶导数信息( )。 A.梯度法 B.牛顿法 C.变尺度法 D.鲍威尔法 答案: D 100.下列关于共轭梯度法的叙述,错误的是( )。 A.共轭梯度法具有二次收敛性 B.共轭梯度法的第一个搜索方向应取为负梯度方向 C.共轭梯度法需要计算海赛矩阵 D.共轭梯度法的收敛速度比最速下降法快 答案: C 101.坐标轮换法之所以收敛速度很慢,原因在于其搜索方向与坐标轴的关系是下述哪种情况,不适应函数的变化情况( )。 A.垂直 B.斜交 C.平行 D.正交 答案: C 102.关于约束优化问题的解法,下列说法正确的是( )。 A.直接解法通常适用于仅含等式约束的问题 B.若目标函数为凸函数,可行域为凸集,间接法可保证获得全局最优点 C.间接解法可有效地处理具有等式约束的约束优化问题 D.可行方向法属于间接解法 答案: C 103.在用惩罚函数法求解约束优化问题时,下列说法错误的是( )。 A.惩罚函数法是一种很有效的间接解法 B.内点惩罚函数法只能用来求解具有等式约束的优化问题 C.外点惩罚函数法的迭代过程是在可行域之外进行 D.混合惩罚函数法可用于求解同时具有等式约束和不等式约束的优化问题 答案: B 104.下列关于外点惩罚函数法的叙述,错误的是( )。 A.可用来求解含不等式约束和等式约束的最优化问题 B.惩罚因子不断递增 C.新目标函数定义在可行域之内 D.初始点必须在可行域外 答案: C 105.机械优化设计中,凡是可以根据设计要求事先给定的独立参数,称为( )。 A.设计变量 B.目标函数 C.设计常量 D.约束条件 答案: C 106.下列哪个不是优化设计问题数学模型的基本要素( )。 A.设计变量 B.约束条件 C.目标函数 D.最佳步长 答案: D 107.在任何一次迭代计算过程中,当起始点和搜索方向确定后,求系统目标函数的极小值就是求( )的最优值问题。 A.约束 B.等值线 C.步长 D.可行域 答案: C 108.一维优化方法可用于多维优化问题在既定方向上寻求下述哪个目的的一维搜索( )。 A.最优方向 B.最优变量 C.最优步长 D.最优目标 答案: C 109.拉格朗日乘子法是求解等式约束优化问题的一种经典方法,它是一种( )。 A.降维法 B.消元法 C.数学规划法 D.升维法 答案: D 110.在设计空间内,目标函数值相等点的连线,对于四维以上问题,构成了( )。 A.等值域 B.等值面 C.同心椭圆族 D.等值超曲面 答案: D 111.为克服复合形法容易产生退化的缺点,对于n维问题来说,复合形的顶点数K应( )。 A.K≤n+1 B.K≥2n C.n+1≤K≤2n D.n≤K≤2n-1 答案: C 112.内点罚函数法的罚因子为( )。 A.递增负数序列 B.递减正数序列 C.递增正数序列 D.递减负数序列 答案: B 113.外点罚函数法的罚因子为( )。 A.递增负数序列 B.递减正数序列 C.递增正数序列 D.递减负数序列 答案: B 114.如果目标函数的导数求解困难时,适宜选择的优化方法是( )。 A.梯度法 B.Powell法 C.共轭梯度法 D.变尺度法 答案: B 115.在无约束优化方法中,只利用目标函数值构成的搜索方法是( )。 A.梯度法 B.Powell法 C
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