В настоящем пособии излагается материал лекционного курса, на протяжении более трех десятилетий читающийся студентам-математикам Воронежского государственного университета. Теоретический материал состоит из трех блоков. В первом излагаются основы классического вариационного исчисления в основном для простейшей вариационной задачи в классе скалярнозначных функций, заданных на отрезке. Устанавливаются необходимые условия экстремума типа уравнения Эйлера, условия Якоби, условий Лежандра, достаточные условия на фоне поля экстремалей. Обсуждается и расширение простейших задач — задача Лагранжа (условный экстремум), уравнение Эйлера-Остроградского (для случая функции от многих переменных). Второй блок основан конечномерной оптимизацией — от линейного до выпуклого программирования, вплоть до теоремы Куна-Таккера. Третий блок посвящен изложению основ теории оптимального управления от принципа максимума Понтрягина, аргументируемого на основании уравнения Беллмана, вплоть до теории линейных быстродействий. Все результаты первой теоретической части снабжены точными доказательствами. Вторая часть данного пособия содержит дидактические материалы для закрепления у студентов практических навыков решения конкретных задач. Здесь приводятся примеры решения конкретных задач, дополняемые наборами рекомендуемых упражнений.