C1LP线性规划问题与模型及几何意义
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将lp问题化为标准形式Linear programming (LP)问题是运筹学中的一种常见问题,它可以用数学模型来描述,并通过线性规划方法进行求解。
将LP问题化为标准形式是解决LP问题的第一步,也是非常重要的一步。
本文将介绍如何将LP问题化为标准形式,以便更好地进行线性规划求解。
首先,我们需要了解什么是LP问题。
LP问题是在一组线性约束条件下,寻找一个线性目标函数的最大值或最小值。
通常情况下,LP问题可以表示为如下形式:Maximize (or Minimize) Z = c1x1 + c2x2 + ... + cnxn。
Subject to:a11x1 + a12x2 + ... + a1nxn ≤ b1。
a21x1 + a22x2 + ... + a2nxn ≤ b2。
...am1x1 + am2x2 + ... + amnxn ≤ bm。
xi ≥ 0, i = 1, 2, ..., n。
其中,Z是目标函数,c1, c2, ..., cn是目标函数的系数,x1, x2, ..., xn是决策变量,a11, a12, ..., amn是约束条件的系数,b1, b2, ..., bm是约束条件的右端常数,xi≥ 0是非负约束条件。
接下来,我们将介绍如何将一般形式的LP问题化为标准形式。
首先,我们需要将不等式约束转化为等式约束。
这可以通过引入松弛变量来实现。
对于每一个不等式约束:ai1x1 + ai2x2 + ... + ainxn ≤ bi。
我们引入一个松弛变量si,使得不等式约束转化为等式约束:ai1x1 + ai2x2 + ... + ainxn + si = bi。
si ≥ 0。
这样,我们就将所有的不等式约束转化为了等式约束。
接下来,我们需要将所有的约束条件都转化为“≤”的形式。
如果某个约束条件是“≥”或“=”形式,可以通过乘以-1来转化为“≤”形式。
然后,我们需要引入松弛变量来将所有的约束条件转化为“≤”形式。
线性规划的理论与实例分析线性规划(Linear Programming,简称LP)是一种重要的运筹学工具,常常被应用于生产、物流、金融等领域中的优化问题。
本文将从理论和实例两个角度,介绍线性规划的基本概念、模型及求解方法。
一、线性规划的基本概念线性规划的基本概念包括决策变量、目标函数、约束条件等。
(一)决策变量决策变量是指影响问题结果的变量,通常用x1、x2、 (x)表示。
例如,生产线上的机器数量、产品的产量等都是决策变量。
(二)目标函数目标函数是指要最大化或最小化的某个指标,通常用z表示。
例如,最小化成本、最大化利润等都是目标函数。
(三)约束条件约束条件是指在问题求解中要满足的条件。
例如,不超过机器限制数量、满足生产需求等都是约束条件。
通常用不等式或等式形式表示。
二、线性规划的模型线性规划的一般形式可表示为:最大化或最小化目标函数:Z = c1x1 + c2x2 + … + cnxn约束条件:a11x1 + a12x2 + … + a1nxn ≤ b1a21x1 + a22x2 + … + a2nxn ≤ b2……am1x1 + am2x2 + … + amnxn ≤bm或x1, x2, … , xn ≥ 0 (非负性约束条件)其中,c1、c2、…、cn为各决策变量的系数,a11、a12、…、amn为各约束条件中各决策变量的系数,b1、b2、…、bm为约束条件的值,x1、x2、…、xn为决策变量,非负性约束条件也称为非负约束。
三、线性规划的求解方法线性规划有多种求解方法,这里主要介绍两种:单纯性法和对偶理论。
(一)单纯性法单纯性法是线性规划的一种基本算法,其实质是在各约束条件限制下寻找目标函数最大或最小值。
单纯性法基于以下两个原则:①某个极值点必定满足目标函数的所有约束条件;②各个变量所形成的可行解区域有限,且该区域的可行解点数有限。
单纯性法的具体过程如下:Step 1 建立初始单纯形表将约束条件转化为标准形式,即将约束条件化为”≤“的形式,并加入人工变量,得到初始单纯形表。