图解法和单纯形法求解以下线性规划问题
11图解法解线性规划问题
只含两个变量的线性规划问题,可以通过在平面上作图的方法求解,步骤如下:1以变量x1为横坐标轴,x2为纵坐标轴,适当选取单位坐标长度建立平面坐标直
角坐标系。由变量的非负性约束性可知,满足该约束条件的解均在第一象限内。2图示约束条件,找出可行域(所有约束条件共同构成的图形)。3画出目标函数等值线,并确定函数增大(或减小)的方向。4可行域中使目标函数达到最优的点即为最优解。然而,由于图解法不适用于求解大规模的线性规划问题,其实用意义不大。
12单纯形法解线性规划问题
它的理论根据是:线性规划问题的可行域是
维向量空间R
中的多面凸集,其最优值如果存在必在该凸集的某顶点处达到。顶点所对应的可行解称为基本可行解。
单纯形法的基本思想是:先找出一个基本可行解,对它进行鉴别,看是否是最优解;若不是,则按照一定法则转换到另一改进的基本可行解再鉴别;若仍不是,则再转换按此重复进行。因基本可行解的个数有限,故经有限次转换必能得出问题的最优解。如果问题无最优解也可用此法判别。
单纯形法的一般解题步骤可归纳如下:①把线性规划问题的约束方程组表达成典范型方程组,找出基本可行解作为初始基本可行解。②若基本可行解不存在,即约束条件有矛盾,则问题无解。③若基本可行解存在,从初始基本可行解作为起点,根据最优性条件和可行性条件,引入非基变量取代某一基变量,找出目标函数值更优的另一基本可行解。④按步骤3进行迭代直到对应检验数满足最优性条件(这时目标函数值不能再改善),即得到问题的最优解。⑤若迭代过程中发现问题的目标函数值无界,则终止迭代。
13线性规划问题的标准化
使用单纯形法求解线性规划时,首先要化问题为标准形式
f所谓标准形式是指下列形式:
maxzcjxjj1
s
t
j1
aij
x
j
bi
i1m
x
j
0
j12
当实际模型非标准形式时,可以通过以下变换化为标准形式:
①当目标函数为mi
zcjxj时,可令Z′Z,而将其写成为j1
mi
zcjxjj1
求得最终解时,再求逆变换ZZ′即可。
②当st中存在ai1x1ai2x2ai
x
bi形式的约束条件时,可引进变量
x
1biai1x1ai2x2ai
x
x
1
0
便写原条件成为
ai1x1ai2x2ai
x
x
1bi
x
1
0
其中的x
1称为松驰变量,其作用是化不等式约束为等式约束。同理,若该约束不是用“≤”号连接,而是用“≥”连接,则可引进松驰变量
x
1x
1
r