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对偶单纯形法+灵敏度分析讲解
答:不能。因为此时右边常数项为负数,解不可 行。为了保证初始解可行
北京联合大学 耿钰
第四节 对偶单纯形法
例 用对偶单纯形法求解
maxZ x1 4x2 3x4
x1 2x2 x3 x4 3
x
2x j
10 jx2
1,24,x33,4 x4
2
能否用对偶单纯形法呢?
原问题表中的检验数满足最优性条件
CN-CB B-1 N≤0
ATY ≥ CT;
min w Y T b bTY
-CB B-1 ≤0;
Y≥0
CB:1×m B-1:m ×m
YT= CB B-1
CB B-1:1 ×m Y: m ×1
ATY CT s.t.
Y 0
从上面可以看出:
1、当原问题达到最优时,松弛变量经过上述转换后构成的检验 数的相反数为其对偶问题的一个可行解,反之亦成立
-1 x1 7 0 x3 4
7
1 7/2 0 5/2 -2 -1/2 0 3/2 1 3/2 -1 -1/2 0 -1/2 0 -1/2 -2 -1/2
最优解 X*=(7,0,4, 0)T
Z*=-7
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例6 用对偶单纯形法求解
min w 2x1 3x2 4x3
(P)
x1 2x2 x3 3 2x1 x2 3x3 4
原问题不 可行,应 该换基迭 代。但按 对偶单纯 形法的思 想,每次 均应保证 检验数均 非正
cj
CB XB b -1 x1 3 0 x6 -8
3
-1 -4 0 -3 0 0
x1 x2 x3 x4 x5 x6 1 2 - 1 1 -1 0 0 -3 -2 -3 2 1 0 -2 -1 -2 -1 0
j1
x
j
0
(j 1,
, m) , n)
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一、含义和研究对象
2、灵敏度分析的研究对象:
• 目标函数的系数 cj 变化对最优解的影响; • 约束方程右端系数 bi 变化对最优解的影响; • 约束方程组系数矩阵 A 变化对最优解的影响 ;
①这些系数在什么回范答两围个内问题发:生变化时,最优解不变? ②系数变化超出上述范围,如何用最简便的方法求出 新的最优解?
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第五节 灵敏度分析
一、含义和研究对象
1、什么是灵敏度分析? 灵敏度分析是指系统或事物因为周围条件变化
而显示出来的敏感程度分析。
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第五节 灵敏度分析
在生产计划问题的一般形式中,A代表企业的技术状 况,b代表企业的资源状况,而C代表企业产品的市场状 况,在这些因素不变的情况下企业的最优生产计划和最大 利润由线性规划的最优解和最优值决定。
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第四节 对偶单纯形法
怎么做呢?
① 先找一个基,建立初始对偶单纯形表,使检 验数全部非正,即C全部为非正; ② 若b列元素非负,则已经是最优基。反之, 则换基迭代,直至原问题可行。
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第四节 对偶单纯形法
例 用对偶单纯形法求解
maxZ x1 4x2 3x4
也就是说:对偶单纯形法是在保持原问题所有检验数 都小于等于零的基础上,通过迭代,使原问题的解(即 右边常数项)都大于等于零,从而求得最优解。
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第四节 对偶单纯形法
使用对偶单纯形法必须满足两个条件: (1)单纯形表中的所有检验数必须符合对偶可行,即 小于等于0
(2)初始解不可行,即右端常数项有负分量(如果原 问题可行,则直接用单纯形法)
单 系数
行解
纯
形
0
Xs
b
表
cj zj
非基变量 XB XN BN CB CN
பைடு நூலகம்
基变量 Xs I 0
最 优 单 纯 形 表
基变量 基变量 基可
系数
行解
CB
XB
B-1b
cj zj
基变量
非基变量
XB
XN
Xs
CN-CBB-1N ≤0
I
B-1N
B-1
0
CN-CBB-1N -CBB-1
-CBB-1 ≤0
原问题基变量的最优解:X*=B-1b 最优值:Z*=CBB-1b 对偶问题决策变量的最优解<影子价格>: Y*T= CBB-1
0
x1 x2 x3 x4 x5 x6 -1 -2 1 - 1 1 0 2 1 -4 -1 0 1 -1 -4 0 -3 0 0
mi
n
1 1
,
4 2
,
3 1
1
cj
-1 -4 0 -3 0 0
CB XB b -1 x1 3 0 x6 -8
3
x1 x2 x3 x4 x5 x6 1 2 - 1 1 -1 0 0 -3 -2 -3 2 1 0 -2 -1 -2 -1 0
x1 2x2 x3 x4 3
x
2x j
10 jx2
1,24,x33,4 x4
2
将约束方程化为标准型,再用(-1)乘不等式两边
maxZ x1 4x2 3x4
x1 2x2 x3 x4 x5 3
2 x
x
j
10x j2
14,x23, x,64
项目
非基变量
XB XN
0 XS b B N
Cj-Zj
CB CN
基变量 XS I 0
项目
CB
CN
0
基变量
非基变量
XB
XN
XS
CB XB B-1 b
I B-1 N
B-1
Cj-Zj
0 CN -CB B-1 N -CB B-1
单纯形法是在保持所有约束条件常数项总是保持大于等于零的情 况(保证可行),通过迭代,使所有检验数小于等于零(求最大 值),求得最优解。
x1 2x2 x3 x4 3
x
2x j
10 jx2
1,24,x33,4 x4
2
该问题用单纯形法求解时,需要先化标准型,此时约束
方程两边左边需要减去剩余变量,同时为了构造单位阵,
需要添加人工变量,采用大M法求解。
思考:上面约束方程化为标准型后,两边乘以-1, 就可得到单位阵。此时能否用单纯形法?原因?
第二章 线性规划的对偶理论与灵敏度分析
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第四节 对偶单纯形法
对偶单纯形法并不是求对偶问题解的方法,而是利用单纯形 法求解规划问题时运用了对偶理论。
也就是说:对偶单纯形法与单纯形法一样都是是求解线性规划 的一种基本方法。它是根据对偶原理和单纯形法原理设计出来的, 因此称为对偶单纯形法。
也就是说,当原问题达到最优时,对偶问题的解可行。并且根据 对偶的性质,我们可以确定此时对偶问题也达到最优
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初始单纯形表
项目
非基变量
XB XN
0 XS b B N
Cj-Zj
CB CN
基变量 XS I 0
项目
基变量
非基变量
CB XB B-1 b Cj-Zj
XB
XN
XS
I B-1 N
B-1
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二、进行灵敏度分析的基本原则
1、在最终单纯形表的基础上进行; 2、尽量减少附加的计算工作量;
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三、灵敏度分析的步骤
1. 先求问题的最优解. 2. 将参数的改变通过计算反映到最终单纯形表上来. 3. 检查原问题的可行解和检验数是否满足最优. 4. 依据不同情况决定继续计算或得到结论.
原问题 对偶问题
结论或继续计算的步骤
可行解 可行解 问题的最优解或最优基不变 可行解 非可行解 用单纯形法继续迭代求最优解 非可行解 可行解 用对偶单纯形法继续迭代求最优解 非可行解 非可行解 引进人工变量,编制新的单纯形表重
新计算
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四、灵敏度分析的主要内容
1. 分析 cj 的变化 2. 分析 bi 的变化
x1, x2, x3 0
解:先将这问题化成下列形式,以便得到对偶
问题的初始可行基
max z 2 x1 3x2 4 x3
(P)
x1 2 x2 x3 x4 3 2 x1 x2 3 x3 x5 4
x j 0, j 1,2,,5
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在实际生产过程中,上述三类因素均是在不断变化 的,如果按照初始的状况制订了最佳的生产计划,而在计 划实施前或实施中上述状况发生了改变,则决策者所关心 的是目前所执行的计划还是不是最优,如果不是应该如何 修订原来的最优计划。更进一步,为了防止在各类状况发 生时,来不及随时对其变化作出反应,即所谓“计划不如 变化快”,企业应当预先了解,当各项因素变化时,应当 作出什么样的反应。
-4 0 0
4/3
-
-
1/2 1 -1/2
3/2 0 -1/2
-1
0
-1
-
-
2
-1/5 7/5 -3/5
-2/5 -1/5 -8/5
1/5 -2/5 -1/5
X ( 11 / 5,2 / 5,0,0,0 )T
w
-z
28 5
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第四节 对偶单纯形法
使用对偶单纯形法求初始解时右边常数项可以为负, 所以对于一些大于等于号的约束表达式不需要添加人工 变量,只要两边同时乘上-1,就可用对偶单纯形法求解, 简化计算,这是该方法的优点。缺点是很难找到一个初 始解使得所有检验数都小于等于零,因而很少单独使用。