单纯形法的解题步骤.

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三、单纯形法的解题步骤

第一步:作单纯形表.

)(1)把原线性规划问题化为标准形式;

)(2)找出初始可行基,通常取约束方程组系数矩阵中的单位矩阵;

)(3)目标函数非基化;

)(4)作初始单纯形表.

第二步:最优解的判定.

(1) 若所有检验数都是非正数,即,则此时线性规划问题已取

得最优解.

(2) 若存在某个检验数是正数,即,而所对应的列向量无正分量,则线性规划

问题无最优解.

如果以上两条都不满足,则进行下一步.

第三步:换基迭代.

,并确定所在列的非基变量为进基变量.

(1)找到最大正检验数,设为

(2)对最大正检验数所在列实施最小比值法,确定出主元,并把主元加上小括号.

主元是最大正检验数

所在列,用常数项与进基变量所对应的列向

量中正分量的比值最小者;

替换出基变量,从而得到新的基变量.也就是主元所在

(3)换基:用进基变量

(4)利用矩阵的行初等变换,将主元变为1,其所在列其他元素都变为零,从此得到新的单纯形表;

(5)回到第二步,继续判定最优解是否存在,然后进行新一轮换基迭代,直到问题得到解决为止.

例3 求.

解(1)化标准型:令

,引进松弛变量

,其标准型为

(2)作单纯形表:在约束方程组系数矩阵中

的系数构成单位矩阵,故取

为基变量,目标函数已非基化了,作初始单纯形表并“换基迭代”(见表6.8).表 6.8

(3)最终结果:此时检验数均为非正数,线性规划问题取得最优解,最优解为

目标函数取得最优值.

原线性规划问题的最优解为:.目标函数的最优值为14,即.

例4 用单纯形方法解线性规划问题.

求.

解此数学模型已是标准型了,其中约束方程含有一个二阶单位矩阵(1、2行,3、4列构成),取为基变量,而目标函数没有非基化.从约束方程找出

,,

代入目标函数

,

经整理后,目标函数非基化了.

作单纯形表,并进行换基迭代(见表6.9).

最大检验数,由最小比值法知:为主元,对主元所在列施以行初等变出基,非基变量进基.

换,基变量

表 6.9

目前最大检验数

,其所

在列没有正分量,所以该线性规划问题没有最优解. 例5用单纯形方法解线性规划问题. 求

解 此数学模型已是标准型了,其中约束方程含有一个二阶单位矩阵,取

为基变

量,而目标函数没有非基化.从约束方程找出

,

代入目标函数,经整理得

,

目标函数已非基化.

作单纯形表,并进行换基迭代(见表6.10).

最大检验数

,由最小比值法知:

为主元,对主元所在列施以行初等变

换,基变量

出基,非基变量x2进基,先将主元

化为1,然后再将主元所在列的

其他元素化为零.

表 6.10

至此,检验数均为非正数,故得基础可行解

.

原问题的最优解为:

.

最优值为6,即

.

如果我们再迭代一次,将基变量

出基,非基变量

进基(见表6.11).

表 6.11

可得到另一个基础可行解

,

原问题的最优解为:

,最优值仍为6,说明该线性规划问题有

无穷多最优解,其最优解均为6.

如何知道线性规划问题有无穷多最优解呢?

这主要反映在单纯形表中.如果非基变量所对应的检验数为0,我们可对此列继续进行换基迭代,就可以得到另一个基础可行解.以此作下去,可得到许多基础可行解,即相对应的最优解有无穷多个.

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