用单纯形法求解线性规划问题 maxZ=2x1-x2+x3,
maxZ=2x1-x2+x3,
s.t.{3x1+x2+x3小于等于60,x1-x2+2x3小于等于10,x1+x2-2x3小于等于20,x1,x2,x3大于等于0 展开
偶形式: 2y1-y2-y3=-2 3y1-2y2-3y3=-4 求 max -24y1+10y2+15y3 优解 y1=0,y2=2,y3=0 优值20设原始问题min{cx|Ax=bx≥0}则其偶问题 max{yb|yA≤c}。
原问题引入人工变量x4,剩余变量x5,人工变量x6 。
maxz=2x1+3x2-5x3 -mx4-mx6、x1+x2+x3+x4=7,2x1-5x2+x3-x5+x6=10,x1,x2,x3,x4,x5,x6≥0用人工变量法求解。
扩展资料:
1、线性规划简介:
线性规划步骤:
(1)列出约束条件及目标函数。
(2)画出约束条件所表示的可行域。
(3)在可行域内求目标函数的最优解及最优值。
2、标准型:
描述线性规划问题的常用和最直观形式是标准型。标准型包括以下三个部分:
一个需要极大化的线性函数:
以下形式的问题约束:
和非负变量:
其他类型的问题,例如极小化问题,不同形式的约束问题,和有负变量的问题,都可以改写成其等价问题的标准型。
3、模型建立、
从实际问题中建立数学模型一般有以下三个步骤;
1、根据影响所要达到目的的因素找到决策变量。
2、由决策变量和所在达到目的之间的函数关系确定目标函数。
线性规划难题解法:
3、由决策变量所受的限制条件确定决策变量所要满足的约束条件。
所建立的数学模型具有以下特点:
1、每个模型都有若干个决策变量(x1,x2,x3……,xn),其中n为决策变量个数。决策变量的一组值表示一种方案,同时决策变量一般是非负的。
2、目标函数是决策变量的线性函数,根据具体问题可以是最大化(max)或最小化(min),二者统称为最优化(opt)。
3、约束条件也是决策变量的线性函数。
当我们得到的数学模型的目标函数为线性函数,约束条件为线性等式或不等式时称此数学模型为线性规划模型。
4、解法:
求解线性规划问题的基本方法是单纯形法,已有单纯形法的标准软件,可在电子计算机上求解约束条件和决策变量数达 10000个以上的线性规划问题。
为了提高解题速度,又有改进单纯形法、对偶单纯形法、原始对偶方法、分解算法和各种多项式时间算法。对于只有两个变量的简单的线性规划问题,也可采用图解法求解。
这种方法仅适用于只有两个变量的线性规划问题。它的特点是直观而易于理解,但实用价值不大。通过图解法求解可以理解线性规划的一些基本概念。
图解法解线性规划问题:
对于一般线性规划问题:Min z=CX、S.T、AX =b、X>=0其中A为一个m*n矩阵。
若A行满秩、则可以找到基矩阵B,并寻找初始基解。用N表示对应于B的非基矩阵。则规划问题1可化为:
规划问题2:
Min z=CB XB+CNXN。
线性规划法解题
S.T.B XB+N XN = b (1)、XB >= 0, XN >= 0 (2)(1)两边同乘于B-1,得XB + B-1 N XN = B-1 b。
同时,由上式得XB = B-1 b - B-1 N XN,也代入目标函数,问题可以继续化为:
规划问题3:
Min z=CB B-1 b + ( CN - CB B-1 N ) XN、XB+B-1N XN = B-1 b (1)、XB >= 0, XN >= 0 (2)。
令N:=B-1N,b:= B-1 b,ζ= CB B-1b,σ= CN - CB B-1 N,则上述问题化为规划问题形式4:
Min z= ζ + σ XN、XB+ N XN = b (1)、XB >= 0, XN >= 0 (2)。
在上述变换中,若能找到规划问题形式4,使得b>=0,称该形式为初始基解形式。
上述的变换相当于对整个扩展矩阵(包含C及A) 乘以增广矩阵。所以重在选择B,从而找出对应的CB。
若存在初始基解:若σ>= 0
则z >=ζ。同时,令XN = 0,XB = b,这是一个可行解,且此时z=ζ,即达到最优值。所以,此时可以得到最优解。
若不成立:
可以采用单纯形表变换。
σ中存在分量<0。这些负分量对应的决策变量编号中,最小的为j。N中与j对应的列向量为Pj。
若Pj <=0不成立。
则Pj至少存在一个分量ai,j为正。在规划问题4的约束条件:
(1)的两边乘以矩阵T。
则变换后,决策变量xj成为基变量,替换掉原来的那个基变量。为使得T b >= 0,且T Pj=ei(其中,ei表示第i个单位向量),需要:
l ai,j>0。
l βq+βi*(-aq,j/ai,j)>=0,其中q!=i。即βq>=βi/ ai,j * aq,j。
n 若aq,j<=0,上式一定成立。
n 若aq,j>0,则需要βq / aq,j >=βi/ ai,j。因此,要选择i使得βi/ ai,j最小。
如果这种方法确定了多个下标,选择下标最小的一个。
转换后得到规划问题4的形式,继续对σ进行判断。由于基解是有限个,因此,一定可以在有限步跳出该循环。
若对于每一个i,ai,j<=0最优值无解。
若不能寻找到初始基解无解。
若A不是行满秩化简直到A行满秩,转到若A行满秩。
2018-01-04