运筹学对偶理论l
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第二章线性规划的对偶理论2.1 写出下列线性规划问题的对偶问题max z=2x1+2x2-4x3x1 + 3x2 + 3x3 ≤304x1 + 2x2 + 4x3≤80x1、x2,x3≥0解:其对偶问题为min w=30y1+ 80y2y1+ 4y2≥23y1 + 2y2 ≥23y1 + 4y2≥-4y1、y2≥02.2 写出下列线性规划问题的对偶问题min z=2x1+8x2-4x3x1 + 3x2-3x3 ≥30-x1 + 5x2 + 4x3 = 804x1 + 2x2-4x3≤50x1≤0、x2≥0,x3无限制解:其对偶问题为max w=30y1+80 y2+50 y3y1-y2 + 4 y3≥23y1+5y2 + 2y3≤8-3y1 + 4y2-4y3 =-4y1≥0,y2无限制,y3≤02.3已知线性规划问题max z=x1+2x2+3x3+4x4x1 + 2x2 + 2x3 +3x4≤202x1 + x2 + 3x3 +2x4≤20x1、x2,x3,x4≥0其对偶问题的最优解为y1*=6/5,y2*=1/5。
试用互补松弛定理求该线性规划问题的最优解。
解:其对偶问题为min w=20y1+ 20y2y1 + 2y2≥1 (1)2y1 + y2 ≥2 (2)2y1 +3y2≥3 (3)3y1 +2y2≥4 (4)y1、y2≥0将y1*=6/5,y2*=1/5代入上述约束条件,得(1)、(2)为严格不等式;由互补松弛定理可以推得x1*=0,x2*=0。
又因y1*>0,y2*>0,故原问题的两个约束条件应取等式,所以2x3*+3x4* = 203x3* +2x4* = 20解得x3* = x4* = 4。
故原问题的最优解为X*=(0,0,4,4)T2.4用对偶单纯形法求解下列线性规划min z=4x1+2x2+6x32x1 +4x2 +8x3 ≥244x1 + x2 + 4x3≥8x1、x2,x3≥0解将问题改写成如下形式max(-z)=-4x1-2x2-6x3-2x1-4x2 -8x3 + x4=-24-4x1-x2-4x3+x5 =-8x1、x2,x3,x4,x5≥0显然,p4、p5可以构成现成的单位基,此时,非基变量在目标函数中的系数全为负数,因此p4、p5构成的就是初始正侧基。
第2章对偶理论及灵敏度分析主要内容对偶理论⏹线性规划对偶问题⏹对偶问题的基本性质⏹影子价格⏹对偶单纯形法灵敏度分析⏹灵敏度问题及其图解法⏹灵敏度分析⏹参数线性规划线性规划的对偶问题⏹对偶问题的提出⏹原问题与对偶问题的数学模型⏹原问题与对偶问题的对应关系实例:某家电厂家利用现有资源生产两种产品,有关数据如下表:设备A设备B 调试工序利润(元)612521115时24时5时产品Ⅰ产品ⅡD一、对偶问题的提出如何安排生产,使获利最多?厂家设Ⅰ产量–––––Ⅱ产量–––––1x 2x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≤+≤+=052426155 2max 212121221x x x x x x x s.t.x x z ,设设备A ——元/时设备B ––––元/时调试工序––––元/时1y 2y 3y 收购付出的代价最小,且对方能接受。
出让代价应不低于用同等数量的资源自己生产的利润。
设备A 设备B 调试工序利润(元)0612521115时24时5时ⅠⅡD ⏹厂家能接受的条件:⏹收购方的意愿:32152415min yy y w ++=单位产品Ⅰ出租收入不低于2元单位产品Ⅱ出租收入不低于1元出让代价应不低于用同等数量的资源自己生产的利润。
1252632132≥++≥+y y y y y52426155 2212121221⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≤+≤+=x x x x x x x s.t.x x z ,max ⎪⎩⎪⎨⎧≥≥++≥+++=0y 125265241532132132321y y y y y y y t s y y y w ,,.min 对偶问题原问题收购厂家一对对偶问题⎩⎨⎧≥≥=⇒⎩⎨⎧≥≤=00bY C YA s.t.Yb w X AX t s CX z min ..max ),(21c c C =⎪⎪⎫ ⎛=1x x X )(ij a A =()321,y ,y y Y =⎪⎪⎪⎫ ⎛=321b b b b 3个约束2个变量2个约束3个变量原问题对偶问题其它形式的对偶问题?特点:1.原问题的约束个数(不包含非负约束)等于对偶问题变量的个数;2.原问题的价值系数对应于对偶问题右端项;3.原问题右端项对应于对偶问题的价值系数;4.原问题约束矩阵转置就是对偶问题约束矩阵;5.原问题为求最大,对偶问题是求最小问题;6.原问题不等约束符号为“≤”,对偶问题不等式约束符号为“≥”;二、原问题与对偶问题的数学模型1.对称形式的对偶当原问题对偶问题只含有不等式约束时,称为对称形式的对偶。