线性规划单纯形法(例题)
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求单纯形表中的未知数例题以下是一个求解线性规划问题的例题,涉及到单纯形法。
假设有如下线性规划问题:
最大化: 4x + 6y
约束条件:
x + 2y <= 12
x + y <= 8
x, y >= 0
目标函数系数:4 和6。
约束条件的系数分别是:1、2、1 和1。
首先,我们需要构建一个初始单纯形表。
在这个表中,我们有两个基变量和两个非基变量。
基变量的系数是约束条件的系数,而非基变量的系数是目标函数的系数。
初始单纯形表如下:
在这个表中:
B列是基变量的检验数,表示的是当前解是否可行或最优。
非基变量的检验数表示的是当非基变量进入基变量时,目标函数的增加值。
我们将其设置为负无穷,表示这是一个入基变量,其增加量可以被任意大。
最后一行的两个问号表示的是非基变量的值,我们将其设置为待求解的值。
然后,我们开始迭代。
在每一次迭代中,我们都会找到一个入基变量和出基变量,然后更新单纯形表。
这个过程会一直持续到所有的检验数都满足最优性条件(即所有的B列的值都大于等于0)。
一、单选题1、线性规划具有唯一最优解是指()。
A.不加入人工变量就可进行单纯形法计算B.最优表中非基变量检验数全部非零C.可行解集合有界D.最优表中存在非基变量的检验数为零正确答案:B2、线性规划具有多重最优解是指()。
A.最优表中存在非基变量的检验数为零B.可行解集合无界C.基变量全部大于零D.目标函数系数与某约束系数对应成比例正确答案:A3使函数z=−x1+x2+2x3减少得最快的方向是()。
A. (1,-1,-2)B. (-1,-1,-2)C. 1,1,2)D. (-1,1,2)正确答案:A4、线性规划的退化基可行解是指()。
A.基可行解中存在为零的非基变量B.基可行解中存在为零的基变量C.非基变量的检验数为零D.所有基变量不等于零正确答案:B5、线性规划无可行解是指()。
A.有两个相同的最小比值B.第一阶段最优目标函数值等于零C.用大M法求解时,最优解中还有非零的人工变量D. 进基列系数非正正确答案:C6、若线性规划不加入人工变量就可以进行单纯形法计算()。
A.一定有最优解B.全部约束是小于等于的形式C.可能无可行解D.一定有可行解正确答案:D7、设线性规划的约束条件为x1+x2+x3=22x1+2x2+x4=4x1,…,x4≥0则非可行解是()。
A. (0,1,1,2)B. (2,0,0,0)C. (1,0,1,0)D. (1,1,0,0)正确答案:C8、线性规划可行域的顶点一定是()。
A.可行解B.非基本解C.非可行解D.最优解正确答案:A9、X是线性规划的基本可行解则有()。
A.X不一定满足约束条件B.X不是基本解C.X中的基变量非零,非基变量为零D.X中的基变量非负,非基变量为零正确答案:D10、下例错误的结论是()。
A.检验数就是目标函数的系数B.检验数是用来检验可行解是否是最优解的数C.不同检验数的定义其检验标准也不同D.检验数是目标函数用非基变量表达的系数正确答案:A11、在解决运筹学问题时,根据对问题内在机理的认识直接构造出模型的方法称为()。
单纯形法求解线性规划问题例题线性规划问题(LinearProgrammingProblem,LPP)是指由一系列约束条件和优化目标函数组成的数学最优化模型,它可以用于解决各种单位时间内最高效率的分配问题。
在求解LPP的过程中,单纯形法(Simplex Method)是最主要的优化算法之一。
单纯形法的原理是采用一组基本变量的拿破仑表示法,一步步构造出线性规划问题的最优解。
下面我们来看一个例子:有公司向农户出售两种农药,甲和乙,每瓶甲农药售价3元,每瓶乙农药售价2元,公司每天有200瓶甲农药和150瓶乙农药,问该公司售出多少瓶甲农药和乙农药,能每天获得最大收益?该问题可表示为下述线性规划模型:最大化 $3x_1+2x_2$约束条件:$x_1+x_2le 200$$2x_1+x_2le 150$$x_1,x_2ge 0$由上述模型可知,有两个未知量$x_1$和$x_2$,它们分别代表出售的甲农药和乙农药的瓶数。
单纯形法的基本思想是采用一组基本变量表示未知量,将未知量$x_1$和$x_2$表示为由两个基本变量$y_1$和$y_2$组成的拉格朗日变换系数矩阵形式,即:$x_1+x_2=y_1+y_2$$2x_1+x_2=m(y_1+y_2)$其中,m是一个系数,根据上面的约束条件,m取200/150=4/3,则:$x_1=y_1+frac{1}{3}y_2$$x_2=y_2-frac{1}{3}y_2$由此可以得到该问题的新的线性规划模型:最大化 $3y_1+2(frac{4}{3})y_2$约束条件:$y_1+y_2le 200$$y_2le 150$$y_1,y_2ge 0$可以看出,该问题所构建出来的新的线性规划模型比原来的模型更加容易求解。
我们将建立单纯形表,以便求出最优解。
首先列出单纯形表:$begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}hline& y_1 & y_2 & S_1 & S_2 & f & b hline1 & 1 & 1 & 1 & 0 & 3 & 200 hline2 & 0 & 1 & 0 & 1 & 4/3 & 150 hlineend{array}$其中,$y_1$和$y_2$是基本变量,$S_1$和$S_2$是可行解系数,$f$是目标函数系数,$b$是右端项。
补全单纯形表例题
单纯形法是线性规划问题的一种求解方法。
在给定的线性规划问题中,我们首先找到一个初始解,然后通过迭代的方式找到最优解。
以下是一个简单的线性规划问题的单纯形法求解过程:
例题:
目标函数:最大化 z = 3x + 4y
约束条件:
1. x + 2y <= 12
2. 2x + y <= 10
3. x, y >= 0
初始单纯形表:
x y z c b
1 0 -
2 -1 30 + 40 4 0
2 0 -1 2 30 + 40
3 0
3 1 0 0 0 0 12
4 2 0 0 0 0 10
迭代步骤:
1. 从最后一行开始,检查是否满足所有约束条件。
发现第3个约束条件不满足,即x+2y>12,说明我们可以增加y的取值以减小x的取值。
2. 将第4列中的y增加1,得到新的单纯形表:
x y z c b
1 0 -
2 -1 30 + 40 4 -4
2 0 -1 2 30 + 40
3 -2
3 1 0 1 0 -2 6
4 2 0 1 0 -1 5
3. 检查新的单纯形表,所有约束条件都满足。
现在我们有了初始解,x=0, y=1。
将这个解代入目标函数得到z=30+41=4。
因此,初始最优解是(x=0, y=1, z=4)。
两阶段单纯形法引言在线性规划中,两阶段单纯形法是一种常用的求解方法。
它通过两个阶段的迭代,逐步优化目标函数值,从而找到最优解。
本文将详细介绍两阶段单纯形法的步骤和原理。
步骤两阶段单纯形法主要分为两个阶段:人工变量法和单纯形法。
人工变量法•将目标函数按照线性规划的标准形式化简。
•引入人工变量(artificial variables)来转换非标准化的约束条件为等式形式。
•新增的人工变量构成的目标函数为目标是最小化的。
•利用单纯形法求解这个新增的最小化目标函数,得到一个初始可行解。
•如果初始可行解的目标函数值为0,说明原问题有解;如果目标函数值不为0,则原问题无解。
单纯形法•判断初始基本可行解是否是最优解,如果不是,则进行下面的优化步骤。
•选择一个入基变量(entering variable),即将要进入基本解的变量。
•选择一个出基变量(leaving variable),即将要离开基本解的变量。
•使用基本变量和非基本变量之间的约束方程来计算新的基本解。
•迭代以上步骤,直到找到满足优化条件的最优解。
示例假设有一个线性规划问题如下:max Z = 5x1 + 3x2subject tox1 + 2x2 <= 62x1 + x2 >= 4x1, x2 >= 0首先,将目标函数和约束条件标准化,得到以下形式:max Z = 5x1 + 3x2subject to-x1 - 2x2 <= -62x1 + x2 >= 4x1, x2 >= 0然后,采用人工变量法引入人工变量(s1和s2),得到以下形式:max Z = 5x1 + 3x2subject to-x1 - 2x2 + s1 = -62x1 + x2 - s2 = 4x1, x2, s1, s2 >= 0接下来,我们利用单纯形法求解最小化目标函数s1 + s2的初始可行解。
根据单纯形表格的形式,我们可以得到初始表格如下:Cj | -1 | -1 | 0 | 0 |------- |----|----|----|----|Cb | 0 | 0 | 1 | 1 |------- |----|----|----|----|Var. |x1 |x2 |s1 |s2 |------- |----|----|----|----|-1 | -1 | -2 | 1 | 0 |------- |----|----|----|----|0 | 2 | 1 | 0 | -1 |按照单纯形法的步骤,我们选取入基变量s1和出基变量x2,进行迭代计算,得到新的表格:Cj | -1 | -4 | 1 | -3 |------- |----|----|----|----|Cb | 0 | 2 | -1 | 2 |------- |----|----|----|----|Var. |x1 |s2 |s1 |x2 |------- |----|----|----|----|-1 | -1 | 0 | 1 | 2 |------- |----|----|----|----|2 | 2 | 0 | 0 | -1 |继续迭代,直到得到满足优化条件的最优解。