对偶单纯形法
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对偶单纯形法的原理和应用一、原理介绍对偶单纯形法是线性规划的一种求解方法,通过对原问题的对偶问题进行迭代求解,来达到求解原问题的目的。
下面详细介绍对偶单纯形法的原理。
1. 线性规划问题的对偶性在线性规划问题中,我们常常需要求解最小化或最大化线性目标函数的问题,同时满足一系列线性约束条件。
对于这样的问题,可以通过定义对偶问题来求解。
2. 对偶问题的定义对于原问题的最小化形式,可以定义对偶问题的最大化形式。
对于原问题的最大化形式,可以定义对偶问题的最小化形式。
对偶问题和原问题之间具有很强的对称性。
3. 对偶单纯形法的基本思想对偶单纯形法的基本思想是通过迭代求解对偶问题来达到求解原问题的目的。
在每一次迭代中,首先确定最优解是否已经找到,如果找到最优解,则结束算法;否则,确定要改进的变量,通过计算改变最变量之前对应的对偶变量的值,然后再进行下一次迭代。
二、应用场景对偶单纯形法在实际应用中有着广泛的应用场景。
下面列举几个典型的应用场景。
1. 生产计划问题在生产计划问题中,常常需要确定各个生产线的产量,以最小化总成本或最大化总利润。
对偶单纯形法可以应用于该问题的求解,通过定义对偶问题,并通过迭代求解对偶问题,来确定生产线的产量。
2. 项目调度问题在项目调度问题中,需要确定各个项目的开始时间和结束时间,以最小化总工期或最大化资源利用率。
对偶单纯形法可以应用于该问题的求解,通过定义对偶问题,并通过迭代求解对偶问题,来确定项目的调度方案。
3. 运输问题在运输问题中,需要确定各个供应商到各个销售点的运输量,以最小化总运输成本。
对偶单纯形法可以应用于该问题的求解,通过定义对偶问题,并通过迭代求解对偶问题,来确定每个供应商和销售点的运输量。
4. 资源分配问题在资源分配问题中,需要确定各个资源的分配比例,以最大化总效益或最小化总成本。
对偶单纯形法可以应用于该问题的求解,通过定义对偶问题,并通过迭代求解对偶问题,来确定资源的分配比例。
§6 对偶单纯形法在介绍对偶单纯形法之前,让我们先利用对偶理论来重温一下单纯形法的基本思想,以便给单纯形法一种新的解释。
考虑线性规划(LP )和其对偶规划(DP ):x c T min b w T max(LP) s.t ⎩⎨⎧≥=0x b Ax (DP) s.t TT c A w ≤我们已经知道,(LP )的单纯形表为基变量 x 1 x 2 ┄ x nx B B -1 A B -1bf c B T B -1 A – c T c B T B –1b定理1 设(LP)的任一基本解为x 0,它对应于基B ,并作(w 0 )T = c B T B –1。
若x 0 和w 0 分别是(LP)和(DP )的可行解,则x 0 和w 0 也分别是(LP)和(DP )的最优解。
证明 因w 0 是(DP )的可行解,即 (w 0 )T A ≤ c T从而有 c B T B –1A - c T ≤ 0 此式说明,x 0是对应于基B 的基本可行解,且所有的检验数λj ≤ 0故x 0是(LP )的最优解。
此外,还有(w 0 )T b = c B T B –1 b = c B T x B 0 = c x 0从而由线性规划的对偶定理知,w 0 也是(DP )的最优解。
证毕。
由以上证明过程可看到:x 0((LP )的任一基本解)的检验数全部非正与(w 0 )T = c B T B –1是对偶问题(DP )的可行解等价。
据此我们可对单纯形法作如下解释:从一个基本解x 0出发迭代到另一个基本解,在迭代过程中始终保持解的可行性(基本可行解),同时使它所对应的对偶规划的解w 0(满足(w 0 )T = c B T B –1 )的不可行性逐步消失(即检验数逐步变为非正);直到w 0是(DP )的可行解,x 0就是(LP )的最优解。
因(LP )和(DP )互为对偶问题,故基于对称的想法,我们也可以把迭代过程建立在满足对偶问题(DP )的可行解上,即在迭代过程中保持对应的对偶问题的解w 0的可行性(从而x 0的检验数全部非正),逐步消除原问题(LP )的基本解x 0的不可行性(即使x 0非负),最后达到双方同时为可行解,x 0和w 0也就同时为最优解了。
python对偶单纯形法好的,下面为你介绍Python对偶单纯形法的相关内容。
对偶单纯形法是一种求解线性规划问题的方法。
其基本步骤如下:1. 将原问题化成标准形式,并将不等式符号化为“≤”,只添加松弛变量。
2. 如果该基本解不是最优解,那么进行换基迭代。
对偶法主要目的是要将b值全部化为正数,因此要优先考虑将b值中最小的数做出基处理,然后用检验数除以该行对应的相应列的数,取最小的值做入基处理。
接着进行初等行变换,如果达不到最优解的条件就要继续换基迭代。
3. 当b值全都非负时,得到最优单纯形表,得到原问题的最优解。
下面是一个简单的例子:```python# 标准形式c = [5, 8, 2]A = [[1, 1, 1],[1, 2, 3],[1, 4, 1]]b = [4, 8, 2]# 对偶单纯形法for i in range(len(c)):if c[i] < 0:c[i] = -c[i]for j in range(len(A)):if A[j][i] < 0:A[j][i] = -A[j][i]# 迭代while True:min_b = min(b)for i in range(len(b)):if b[i] == min_b:breakpivot = ifor j in range(len(A)):if A[j][pivot] < 0:breakelse:breaktemp = A[j][pivot] / A[pivot][pivot] A[pivot][j] = A[j][pivot]A[j][pivot] = temp。
对偶单纯形法bland法则
偶单纯形法(Duality Simplex Algorithm)是求解线性优化问题的一种常见方法。
这种方法的核心思想是基于线性规划的对偶性的。
它的基础是著名的双重模型(dual problem),即由原始线性规划问题派生出的等价的对偶线性规划问题。
偶单纯形法是将求解整数规划问题的配套技术,是一种基于可变缩减实现系统设计的启发式方法。
原始线性规划问题通过变量的解除转化为一个对偶的新的线性规划问题。
偶单纯形法比较适用于不约束的线性优化问题,也可以被应用到更加复杂的约束条件下的求解问题。
Bland法则是偶单纯形法的一种变体,该法则提出要在每一步中都选择最“可能”基本变量进行变换,可能意味着从潜在可行性基变量中选择120英寸可行松弛性单纯形变量。
该法则是线性优化中比较重要的最小化技术,可用于执行最优化准则,检查问题的最优解,并在找到最优解前止血处理的可行解。
偶单纯形法与Bland法则的中心思想在于解决线性规划问题,它们最大的优势在于能够解决问题更加迅速和有效,同时在系统推导出算法时,可以更容易理解和实现。
偶单纯形法Bland法则是常用的算法之一,它将精确解决线性优化问题,可以在短时间内找到可行解,可以开发出一类求解工具,帮助企业和机构解决线性规划问题,以获得自己理想的最优解。
对偶单纯形法的条件对偶单纯形法是线性规划中一种重要的求解方法,主要用于解决线性规划问题的对偶问题。
它通过对原问题进行转化和运算,求解出对偶问题的最优解,从而得到原问题的最优解。
对偶单纯形法是基于单纯形法的扩展,具有更广泛的适用性和更高效的求解效果。
对于使用对偶单纯形法求解线性规划问题,需要满足以下条件:1. 原问题必须是标准形式的线性规划问题:目标函数为最小化形式,约束条件为等式形式,并且所有变量的取值范围为非负数。
2. 原问题必须存在可行基本解:可行基本解是指满足所有约束条件的解,可以通过单纯形法或其他方法求得。
3. 原问题的最优解必须有限:即原问题存在最优解,不是无界的。
在满足以上条件的基础上,使用对偶单纯形法求解线性规划问题的步骤如下:步骤一:建立对偶问题根据原问题的约束条件和目标函数,建立对偶问题的目标函数和约束条件。
对偶问题的目标函数为原问题的约束条件的系数构成的向量与对偶变量的乘积之和,约束条件为原问题的目标函数的系数构成的向量与对偶变量之和等于对偶约束条件的系数构成的向量。
步骤二:初始化给定初始对偶变量的取值,通常取为0,然后计算初始对偶解。
步骤三:判断最优性根据当前对偶解,判断原问题的最优性。
如果原问题的最优性条件满足,则停止计算,得到最优解;否则,进行下一步。
步骤四:选择换入变量根据当前对偶解,选择换入变量。
具体方法是在对偶约束条件中,选择不满足约束条件且对偶变量目标函数系数最小的变量作为换入变量。
步骤五:选择换出变量根据换入变量,选择换出变量。
具体方法是在换入变量所对应的约束条件中,选择满足约束条件且使对偶解最小的变量作为换出变量。
步骤六:更新对偶解根据换入、换出变量,更新对偶解。
具体方法是用换入变量替换对应的换出变量,计算新的对偶解。
重复步骤三到六,直到原问题的最优性条件满足为止。
最终得到原问题的最优解和对偶问题的最优解。
对偶单纯形法的优点在于它能够通过解决对偶问题来求解原问题,从而减少了计算量,提高了求解效率。
对偶单纯形法max变min
(原创实用版)
目录
1.对偶单纯形法简介
2.max 变 min 的含义
3.对偶单纯形法在求解 max 变 min 问题中的应用
4.结论
正文
一、对偶单纯形法简介
对偶单纯形法是一种求解线性规划问题的方法,它的基本思想是先求解对偶问题,然后将对偶问题的最优解映射回原问题,从而得到原问题的最优解。
这种方法在实际应用中具有广泛的应用价值,可以有效地解决许多实际问题。
二、max 变 min 的含义
在数学中,max 变 min 通常指的是将一个最大化问题转化为最小化问题。
这种转化在很多情况下可以帮助我们更方便地求解问题,尤其是在对偶单纯形法中,这种转化可以大大简化问题的求解过程。
三、对偶单纯形法在求解 max 变 min 问题中的应用
对偶单纯形法在求解 max 变 min 问题中的应用主要体现在以下几个步骤:
1.首先,我们需要将原问题的 max 变 min 转化为对偶问题的 min 变 max,这样可以使得问题的求解更加方便。
2.然后,我们利用对偶单纯形法求解对偶问题,得到对偶问题的最优解。
3.最后,我们将对偶问题的最优解映射回原问题,得到原问题的最优解。
四、结论
总的来说,对偶单纯形法是一种非常有效的求解线性规划问题的方法,尤其是当问题转化为 max 变 min 时,它可以大大简化问题的求解过程。