第一章 线性规划与单纯形法
1.线性规划问题的数学模型 (1)一般形式
(2)标准型式 ]
2.数学模型化为标准型 (1)若目标函数实现最小化,则 min z=-max z'(令z'=-z) (2)若约束方程为不等式,则 若约束方程为“≤”不等式
左端+松驰变量(≥0)=右端 若约束方程为“≥”不等式 左端-剩余变量(≥0)=右端
(3)若存在取值无约束的变量xk(1≤k≤咒),则在标准型中 xk=x'k-x\k(其中xk=x',x\k≥0) 3.线性规划的解 线性规划问题:
(1)可行解:满足约束条件②和③的解X=(x1,x2,…,xn)T。 (2)最优解:使目标函数①达到最大值的可行解。
(3)基:设A为约束方程组②的m×n阶系数矩阵,设n>m,其秩为m,B为矩阵A中的一个m×m阶的满秩子矩阵,则称B为线性规划问题的一个基。不失一般性,设
B中每一个列向量Pj(j=1,2,…,m)称为基向量,与基向量PJ对应的变量xj称为基变量。除基变量以外的变量为非基变量。
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(4)基本解:在约束方程组②中,令所有非基变量xm+1=xm+2=…=xn=0,此时方程组②有唯一解XB=(x1,x2,…,xm)T,将此解加上非基变量取0的值有X=(x1,x2,…,xm,0,0…,0)T,称X为线性规划问题的基本解。
(5)基本可行解:满足非负条件③的基本解。 (6)可行基:对应于基本可行解的基。 4.初始基可行解的确定
(1)直接从A中观察到存在一个初始可行基。
(2)对所有约束条件是“≤”形式的不等式,可利用化为标准型的方法,在每个约束条件左端加上一个松弛变量,这m个松弛变量就构成一个基变量,则对应的m个向量组成的单位矩阵B就是线性规划问题的一个可行基。
(3)对所有约束条件是“≥”形式的不等式以及等式约束情况,采用人造基的方法。即对不等式约束的左端减去一个非负的剩余变量后,再加上一个非负的人工变量;对于等式约束的左端再加上一个非负的人工变量。这些人工变量就成为基变量,则对应的列向量组成的单位矩阵B就是线性规划问题的一个可行基。
5.最优性检验
在得到初始基本可行解后,要检验一下是否为最优解。若是,则停止迭代,否则,则继续迭代,但每次迭代后都要检查一下当前解是否为最优解。有如下的判别准则:
(1)最优解判别定理:若X(0)=(b'1,b\1,…,b'm,0,0…,0)T为对应于基B的基本可行解,且对于一切j=m+1,m+2,…,n有σj≤0,则X(0)为最优解,其中σj为检验数,
(2)无穷多最优解判定理:若X(0)=(b'1,b\1,…,b'm,0,0…,0)T为一个基