Course Syllabus

Course Information：

Year-Semester Course Number Course Name Phase Credits Hours Required/Elective Instructor Class Student NO. Withdraw Note

Fall Semester
Year 2026 361478 Optimization Design 1 3.0 3 ★ LIN HWAI EN 4ME3A
4ME3B 24 0 機械三甲乙合開

Year-Semester	Course Number	Course Name	Phase	Credits	Hours	Required/Elective	Instructor	Class	Student NO.	Withdraw	Note
Fall Semester Year 2026	361478	Optimization Design	1	3.0	3	★	LIN HWAI EN	4ME3A 4ME3B	24	0	機械三甲乙合開

Course Plan：

Instructor LIN HWAI EN　Office Hours

Email linhe@ntut.edu.tw

Last Updated 2026-06-02 15:53:06

Course Objective 本課程旨在建立學生對於機械最佳化設計之基本概念，包含如何將設計問題的物理模型以數學模型形式建立目標函數，並依照給定限制條件求解目標函數之極值或最佳化值問題。課程內容共分為五個部分：(1) 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎、(2) 常用之一維搜尋最佳化方法、(3) 無限制多維問題的最佳化方法、(4) 限制問題的最佳化方法、(5) 機械最佳化設計實例分析。 This course aims to establish the basic concept of mechanical optimization design for students, including how to establish the mathematical model of objective function from the physical model, and solve the problem by finding the extremum or the optimal value of the objective function according to the given constraints. The course content is divided into five parts: (1) Mathematical analysis basis of objective function in optimization design, (2) Commonly used one-dimensional optimization method, (3) Optimization method for unlimited multi-dimensional problem, (4) The optimization method of the restriction problem, (5) Example of the mechanical optimization design.

Course Schedule 第1週 09/09 課程內容簡介、設計變數第2週 09/16 概述：目標函數、限制條件、最佳化設計的數學模型第3週 09/23 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：泰勒表示式、函數梯度第4週 09/30 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：函數方向導數的極值點存在條件、無限制目標函數的極值點存在條件第5週 10/07 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：函數凸性、凸函數及凹函數之基本性質、目標函數的限制極值問題、Kuhn-Tucker條件第6週 10/14 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：函數凸性、凸函數及凹函數之基本性質、目標函數的限制極值問題、Kuhn-Tucker條件第7週 10/21 最佳化設計的數值計算方法-迭代法及其收斂性、搜尋區間確定、外推法、進退法、切線法第8週 10/28 常用之一維搜尋最佳化方法：序列消去原理、Fibonacci法與黃金分割法(0.618法) 第9週 11/04 期中考 Midterm examination 第10週 11/11 常用之一維搜尋最佳化方法：二次插值法、外推法、平分法、格點法第11週 11/18 無限制多維問題的最佳化方法：座標輪換法、加速步長法、最速下降法、牛頓法、修正牛頓法第12週 11/25 無限制多維問題的最佳化方法：共軛梯度法第13週 12/02 無限制多維問題的最佳化方法：共軛梯度法第14週 12/09 限制問題的最佳化方法：單純形法、變尺度法、隨機試驗法第15週 12/16 限制問題的最佳化方法：隨機方向搜尋法、復合形法第16週 12/23 限制問題的最佳化方法：線性逼近法、消元法第17週 12/30 限制問題的最佳化方法：拉格朗日乘數法、懲罰函數法第18週 01/06 期末考 Final examination

Evaluation and grading policy 1. Participation 出席成績 (20%) 2. Homework 作業 (20%) 3. Midterm examination 期中考 (30%) 4. Final examination 期末考 (30%)

Materials All right reserved. Do not reproduce without permission.

Foreign-language textbooks:No
劉惟信, 機械最佳化設計, 第二版, 全華圖書, 1990/02

The access to curricular consultation 同學如對課程有問題可於課程中提出，或是在下課時間詢問。
此外也可以下列方式聯絡老師諮詢：
1. 以電子郵件聯絡老師，老師信箱linhe@mail.ntut.edu.tw
2. 登入課程Zuvio IRS系統，於回饋討論留言聯絡老師。

Expanding teaching and resources ● 無 (None)

The course corresponds to the SDGs SDG4：優質教育（Quality Education）

Does the course incorporate AI ● 無（None）

Note
　

Instructor	LIN HWAI EN　Office Hours
Email	linhe@ntut.edu.tw
Last Updated	2026-06-02 15:53:06
Course Objective	本課程旨在建立學生對於機械最佳化設計之基本概念，包含如何將設計問題的物理模型以數學模型形式建立目標函數，並依照給定限制條件求解目標函數之極值或最佳化值問題。課程內容共分為五個部分：(1) 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎、(2) 常用之一維搜尋最佳化方法、(3) 無限制多維問題的最佳化方法、(4) 限制問題的最佳化方法、(5) 機械最佳化設計實例分析。 This course aims to establish the basic concept of mechanical optimization design for students, including how to establish the mathematical model of objective function from the physical model, and solve the problem by finding the extremum or the optimal value of the objective function according to the given constraints. The course content is divided into five parts: (1) Mathematical analysis basis of objective function in optimization design, (2) Commonly used one-dimensional optimization method, (3) Optimization method for unlimited multi-dimensional problem, (4) The optimization method of the restriction problem, (5) Example of the mechanical optimization design.
Course Schedule	第1週 09/09 課程內容簡介、設計變數第2週 09/16 概述：目標函數、限制條件、最佳化設計的數學模型第3週 09/23 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：泰勒表示式、函數梯度第4週 09/30 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：函數方向導數的極值點存在條件、無限制目標函數的極值點存在條件第5週 10/07 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：函數凸性、凸函數及凹函數之基本性質、目標函數的限制極值問題、Kuhn-Tucker條件第6週 10/14 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：函數凸性、凸函數及凹函數之基本性質、目標函數的限制極值問題、Kuhn-Tucker條件第7週 10/21 最佳化設計的數值計算方法-迭代法及其收斂性、搜尋區間確定、外推法、進退法、切線法第8週 10/28 常用之一維搜尋最佳化方法：序列消去原理、Fibonacci法與黃金分割法(0.618法) 第9週 11/04 期中考 Midterm examination 第10週 11/11 常用之一維搜尋最佳化方法：二次插值法、外推法、平分法、格點法第11週 11/18 無限制多維問題的最佳化方法：座標輪換法、加速步長法、最速下降法、牛頓法、修正牛頓法第12週 11/25 無限制多維問題的最佳化方法：共軛梯度法第13週 12/02 無限制多維問題的最佳化方法：共軛梯度法第14週 12/09 限制問題的最佳化方法：單純形法、變尺度法、隨機試驗法第15週 12/16 限制問題的最佳化方法：隨機方向搜尋法、復合形法第16週 12/23 限制問題的最佳化方法：線性逼近法、消元法第17週 12/30 限制問題的最佳化方法：拉格朗日乘數法、懲罰函數法第18週 01/06 期末考 Final examination
Evaluation and grading policy	1. Participation 出席成績 (20%) 2. Homework 作業 (20%) 3. Midterm examination 期中考 (30%) 4. Final examination 期末考 (30%)
Materials	All right reserved. Do not reproduce without permission. Foreign-language textbooks:No 劉惟信, 機械最佳化設計, 第二版, 全華圖書, 1990/02
The access to curricular consultation	同學如對課程有問題可於課程中提出，或是在下課時間詢問。此外也可以下列方式聯絡老師諮詢： 1. 以電子郵件聯絡老師，老師信箱linhe@mail.ntut.edu.tw 2. 登入課程Zuvio IRS系統，於回饋討論留言聯絡老師。
Expanding teaching and resources	● 無 (None)
The course corresponds to the SDGs	SDG4：優質教育（Quality Education）
Does the course incorporate AI	● 無（None）
Note