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:二小,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.
(1)找到最大正检验数,设为山,并确定,1|所在列的非基变量■■:为进基变量.
(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
量中正分量的比值匸最小者;
%
(3)换基:用进基变量;替换出基变量从而得到新的基变量.也就是主元所在
列的非基变量进基,所在行的基变量出基;
(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 求二匚:;二 1 .
x
<5
x
解(1)化标准型:令]二_「;,引进松弛变量.■. 2.,.-^ 2 ...'.. i .,其标准型为
心王00二12巩5)
(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,;=仁:1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
x i X2 X3 X4 X5 常数
x 3 1 0 1 0 0 5
x 4 1 2 0 1 0 10
x 5 0 (1) 0 0 1 4
S' 1 3 0 0 0 0
x 3 1 0 1 0 0 5
X 4 (1) 0 0 1 -2 2
X2 0 1 0 0 1 4
S' 1 0 0 0 -3 -12
x 3 0 0 1 -1 2 3
x 1 1 0 0 1 -2 2
x 2 0 1 0 0 1 4
S' 0 0 0 -1 -1 -14
(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
标函数取得最优值
J ]_ •
性规划问题的最优解为:^ ^
,].
函数的最优值为 14 ', 即
.
nunS = -x 1-^x 2+^x 3--x 4
1
5 2 5 3
5
可一乃+心
=2 一 3心十兀2
+才4二4 勺 > 0(/ =
1.234)
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( 列构成),取】.二.为基变量,而目标函数没有非基化
•从约束方程找出
—二,「二」丨 “ ,
代入目标函数
〔82 1
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)
表6.9
目前最大检验数 f 其所
目
X 1 X 2 X 3 X 4 常数
原线 X 3
1
-1
1
2
目标
X 4
-3 (1) 0 1 4
S
2
3
题.
X 3
-2
1
1
6
X 2
-3 1 0 1 4
S
11
0 -3
12
例4用单纯形方法解线性规划问
1、2 行,3、4
最大检验数二-■■:,由最小比值法知: 换,基
变量 爲出基,非基变量 .[进基•
-为主元,对主元所在列施以行初等变
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[—一二+.. + …,
-2巧+ 2乜+為=4
st<坯+也+必二6
可刃(八1234)
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,取二y为基变量,而目标函数没有非基化•从约束方程找出
—;]二,
代入目标函数,经整理得
IT . ' - . 1111,
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J ,由最小比值法知:二为主元,对主元所在列施以行初等变
换,基变量I出基,非基变量X2进基,先将主元二]化为1,然后再将主元所在列的其他元素化为零-. 八
表6.10
最优值为6,即二一一一 ._ ■ II ■-
如果我们再迭代一次,将基变量〔出基,非基变量爲进基(见表6.11)
表6.11
可得到另一个基础可行解
—:::f,
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,其最优解均为亠6. 一
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.。