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制約条件を満たし、目的関数の値を最小（大）化する解を求める手法であり、線形計画、非線形計画、ネットワーク計画、組合せ最適化等がある。現実問題の定式化により幅広く適用可能であり、機械学習等の基本ともなる最適化手法である。