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运筹学基础及应用第二章线性规划的对偶理论解析
下面的答案哪一个是正确的?为什麽?
MaxW 7 y1 11y 2 14 y3 4 y1 8 y 2 12 y3 4 5 y1 9 y 2 13y3 2 s.t. 6 y1 10 y 2 3 y1符号不限, y 2 0, y3 0 MaxW 7 y1 11y 2 14 y3 4 y1 8 y 2 12 y3 4 5 y1 9 y 2 13y3 2 s.t. 6 y1 10 y 2 3 y1符号不限, y 2 0, y3 0
定义
对于线性规划问题
maxZ=CX AX≤b OX≥0
(2.1)
称线性规划问题
minW=Yb YA≥ C 0 Y≥ 0
(2.2)
是式(2.1)的对偶问题,而称(2.1)为原问题。 其中:C=(c1 ,… ,cn),X=(x1 ,… ,xn)T ,A=(aij)m×n ,b=(b1 ,… ,bm)T Y=(y1 ,… ,ym) 式(2.1)与式(2.2),通常称为一对对称的对偶规划。
产品 资源 A B 单件收益 2 4 6 3 2 4 甲 乙 资 源 拥有量 100 120 (千元)
maxZ = 6x1
+
4x2
2x1 + 3x2 ≤100 s.t. 4x1 + 2x2 ≤ 120
x1≥0, x2 ≥0
§2.1对偶问题的提出
设: y1,y2分别表示A、B两 种资源的价格。 对于企业Ⅱ来说,希望付 出的代价越小越好,则目标函 数为: minW=100y1+120y2
第二章 线性规划的对偶理论
§2.1对偶问题的提出 §2.2原问题与对偶问题 §2.3对偶问题的基本性质 §2.4对偶解—影子价格
§2.1对偶问题的提出
例2.1 对例1.1[某企业(企 业Ⅰ)生产两种产品,需要两种原 料,有关数据见表。如何安排生产 计划可使总的收益最大。]从另一 个角度提出问题: 假设有另外一个企业(企业Ⅱ) 想把企业Ⅰ的资源买过来,它至少应 付出多大代价, 企业Ⅰ愿意放弃生产 活动,让出自己的资源. 假设你就是企业Ⅰ的经理,请问 你将如何与企业Ⅱ进行谈判?
MaxZ 2 x1 x 2 3 x1 4 x 2 15 s.t.5 x1 2 x 2 10 x , x 0 1 2
MinW 15y1 10y2
3 y1 5 y2 2
s.t
4 y1 2 y2 1
y1 , y2 0
原问题(或对偶问题)
决策变量数:n个 第j个变量≥0 第j个变量≤0 第j个变量是自由变量
价值系数
课堂练习:写出下面线性规划的对偶规划:
MinZ 4 x1 2 x 2 3 x3 4 x1 5 x 2 6 x3 7 8 x1 9 x 2 10x3 11 s.t. 12x1 13x 2 14 x1 0, x 2 符号不限, x3 0
§2.2原问题与对偶问题
MaxZ CX
(L)s.t. AX b
MinW Yb
(D) s.t.YA C
X 0
Y 0
怎样从原始问题写出其对偶问题?
按照定义;
记忆法则:
“ 上、下”交换,“左、右”换位,
不等式变号,“极大”变“极小”
写出下面线性规划的对偶问题:
对偶问题(或原问题)
目标函数 MaxZ
约束条件数:m个 第i个约束条件类型为“≤”
目标函数 MinW
对偶变量数:m个 第i个变量≥0 第i个变量≤0 第i个变量是自由变量 价值系数 约束条件数:n个 第j个约束条件类型为“≥” 第j个约束条件类型为“≤” 第j个约束条件类型为“=” 资源系数
第i个约束条件类型为“≥” 第i个约束条件类型为“=” 资源系数
产品 资源 A B 单件收益 2 4 6 3 2 4 甲 乙 资 源 拥有量 100 120 (千元)
但对于企业Ⅰ来说,让出资源的前提条件是,将资源卖给企业Ⅱ所 获得的收益,至少不应低于自己利用这些资源组织生产所获得的收益。 则约束条件为:
§2.1对偶问题的提出
①让出资源不应低于自 己组织生产所获得的收益。 甲产品:生产一件消耗2个 A和4个B,卖出后获得6千元收 益。将2个A和4个B卖出也不应 低于6千元收益,则有: 2y1 + 4y2
√
×
(原问题是极小化问题,因此应从原始对偶 表的右边往左边查!)
练习
min z 7 x1 4 x2 3x3
4 x1 2 x2 6 x3 24
s.t.
3x1 6 x2 4 x3 15
2 x2 6 x3 30
x1 0, x2无约束,x3 0
§2.3对偶问题的基本性质 定理1 (弱对偶定理): 若 X, Y分别是原问题和对偶问题的可行解, 推论: 则有
≥产品 资源甲来自乙资 源 拥有量
A B
单件收益
6
2 4 6
3 2 4
100 120
(千元)
同理,对于乙产品则有: 3y1 + 2y2 ≥ 4 ②变量非负限制 y1
≥
0 , y2
≥
0
整理得:
§2.1对偶问题的提出
minW = 100y1 + 120y2 2y1 + 4y2 s.t. 3y1 + 2y2 y1
≥ ≥ ≥ ≥
maxZ
=
6x1
+
4x2
6 4 0
2x1 + 3x2 ≤100 s.t. 4x1 + 2x2 ≤ 120 x1≥0, x2 ≥0 原问题模型 原问题:企业Ⅰ生产两种产 品,需要两种原料,有关数据见 表。如何安排生产计划可使总的 收益最大.
0, y2
对偶问题模型 对偶问题:企业Ⅱ想把企 业Ⅰ的资源买过来,它至少应 付出多大代价,该企业愿意放 弃生产活动,让出自己的资源.
CX Yb
1. LP任一可行解目标函数值是DP目标函数值的下界; DP任一可行解的目标函数值是其原问题目标函数值的上界。 2. LP有可行解 ,且目标函数值无界 DP有可行解,且目标函数值无界 3. LP有可行解,DP无可行解 DP有可行解,LP无可行解 DP无可行解 LP无可行解 LP目标函数值无界; DP目标函数值无界