清華大學(xué)運(yùn)籌學(xué)課件第二章_第1頁(yè)
清華大學(xué)運(yùn)籌學(xué)課件第二章_第2頁(yè)
清華大學(xué)運(yùn)籌學(xué)課件第二章_第3頁(yè)
清華大學(xué)運(yùn)籌學(xué)課件第二章_第4頁(yè)
清華大學(xué)運(yùn)籌學(xué)課件第二章_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩50頁(yè)未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

第二章 對(duì)偶理論與靈敏度分析§1單純形法的矩陣描述

設(shè)max

z=CXAX=bX

0

A為m×n階矩陣RankA=m,取B為可行基,N為非基,

123求解步驟:432利潤(rùn)12kg40材料B16kg04材料A8臺(tái)時(shí)

21設(shè)備臺(tái)時(shí)限制

ⅡⅠ§2對(duì)偶問(wèn)題的提出

[eg.1]制定生產(chǎn)計(jì)劃M1:max

z=2x1

+

3x21x1

+

2x2≤84x1

16

4x2

12x1,x2

0

5現(xiàn)在出租,設(shè)y1為設(shè)備單位臺(tái)時(shí)的租金y2,y3為材料A、B轉(zhuǎn)讓附加費(fèi)(kg-1)則M2為M1的對(duì)偶問(wèn)題,反之亦然。M2:min

w=8y1

+

16y2

+

12y3y1+4y2

22y1

+4y3≥3y1,y2,y3

032利潤(rùn)12kg40材料B16kg04材料A8臺(tái)時(shí)

21設(shè)備臺(tái)時(shí)限制

ⅡⅠ6一般的,原問(wèn)題:max

z=CXAX

bX

0

對(duì)偶問(wèn)題:min

w=YbYA

CY

0比較:max

zmin

w

決策變量為n個(gè)約束條件為n個(gè)

約束條件為m個(gè)決策變量為m個(gè)“≤”“≥”7§3對(duì)偶問(wèn)題的化法1、典型情況

[eg.2]max

z=x1

+

2x2

+

x32x1

+

x2≤

62x2

+

x3≤

8x1,x2,x3

0對(duì)偶:min

w=6y1

+

8y22y1

1y1

+

2y2≥

2

y2≥

1y1,y2

082、含等式的情況

[eg.3]max

z=x1

+

2x2

+

4x32x1

+

x2

+

3x3=3x1

+

2x2

+

5x3

4x1,x2,x3

0對(duì)偶:min

w=3y1’-3y1”+4y22y1’-2y1”+y2

1y1’-y1”+2y2

23y1’-3y1”+5y2

4y1’,y1”,y2

0令y1=y1’-y1”,則:

min

w=3y1+4y22y1

+y2

1y1

+2y2

23y1

+5y2

4y2

0,y1無(wú)約束一般,原問(wèn)題第i個(gè)約束取等式,對(duì)偶問(wèn)題第i個(gè)變量無(wú)約束。2x1

+

x2

+

3x3≤

3-2x1

-

x2

-

3x3

≤-393、含“≥”的max問(wèn)題

[eg.4]max

z=x1

+

2x2

+

4x32x1

+

x2

+

3x3

3x1

+

2x2

+

5x3

4x1,x2,x3

0對(duì)偶:min

w=-3y1’

+

4y2-2y1’

+

y2

1-y1’

+

2y2

2-3y1’

+

5y2

4y1’,y2

0令y1=-y1’,則:

min

w=3y1

+

4y22y1

+

y2

1y1

+

2y2

23y1

+

5y2

4y1

0,y2

0-2x1

-

x2

-

3x3

≤-310一般:①max問(wèn)題第i個(gè)約束取“≥”,則min問(wèn)題第i個(gè)變量

0;②min問(wèn)題第i個(gè)約束取“≤”,則max問(wèn)題第i個(gè)變量

0;③原問(wèn)題第i個(gè)約束取等式,對(duì)偶問(wèn)題第i個(gè)變量

無(wú)約束;④max問(wèn)題第j個(gè)變量

0,則min問(wèn)題第j個(gè)約束取“≤”;⑤min問(wèn)題第j個(gè)變量

0

,則max問(wèn)題第j個(gè)約束取“≥”

;⑥原問(wèn)題第j個(gè)變量無(wú)約束,對(duì)偶問(wèn)題第j個(gè)約束取等式。11[eg.5]min

z=2x1

+

3x2

-

5x3

+

x4x1

+

x2

-

3x3

+x4

52x1

+

2x3

-

x4

4

x2

+

x3

+

x4=6x1

0,x2,x3

0,x4無(wú)約束對(duì)偶:max

w=5y1

+

4y2

+

6y3y1

+

y2

2y1

+

y3

3-3y1

+

2y2

+

y3

-5y1

-

y2

+

y3=1y1

0,y2

0,y3無(wú)約束12§4對(duì)偶問(wèn)題的性質(zhì)1、對(duì)稱性對(duì)偶問(wèn)題的對(duì)偶為原問(wèn)題.131415推論:(1)max問(wèn)題任一可解的目標(biāo)值為min問(wèn)題目標(biāo)值的一個(gè)下界;(2)min問(wèn)題任一可解的目標(biāo)值為max問(wèn)題目標(biāo)值的一個(gè)上界。3、無(wú)界性若原問(wèn)題(對(duì)偶問(wèn)題)為無(wú)界解,則對(duì)偶問(wèn)題(原問(wèn)題)為無(wú)可行解。注:該性質(zhì)的逆不存在。若原(對(duì)偶)問(wèn)題為無(wú)可行解,對(duì)偶(原問(wèn)題)問(wèn)題或?yàn)闊o(wú)界解,或?yàn)闊o(wú)可行解。164、最優(yōu)性

設(shè)X*,Y*分別為原問(wèn)題和對(duì)偶問(wèn)題可行解,當(dāng)

CX*=Y*b時(shí),X*,Y*分別為最優(yōu)解。175、對(duì)偶定理若原問(wèn)題有最優(yōu)解,那么對(duì)偶問(wèn)題也有最優(yōu)解,且目標(biāo)值相等。18∴Y*為對(duì)偶問(wèn)題的最優(yōu)解,且原問(wèn)題和對(duì)偶問(wèn)題的目標(biāo)值相等。證畢6、松弛性

若X*,Y*分別為原問(wèn)題及對(duì)偶問(wèn)題的可行解,那么Ys*X*=0,Y*Xs*=0,當(dāng)且僅當(dāng)X*,Y*分別為最優(yōu)解。證明:19將b,C分別代入目標(biāo)函數(shù):20其中:用分量表示:217、檢驗(yàn)數(shù)與解的關(guān)系(1)原問(wèn)題非最優(yōu)檢驗(yàn)數(shù)的負(fù)值為對(duì)偶問(wèn)題的一個(gè)基解。(2)原問(wèn)題最優(yōu)檢驗(yàn)數(shù)的負(fù)值為對(duì)偶問(wèn)題的最優(yōu)解。分析:max

z=CX

+

0Xs=(C0)(XXs)TAX

+

Xs=bX,Xs

0min

w=Yb

+

YS0YA

-

Ys=C

Y,Ys

0

檢驗(yàn)數(shù):σ

=(C0)-

CBB-1(AI)

=(C-

CBB-1A-

CBB-1)

=(σcσs)

σc

=

C

-

CBB-1AX對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)數(shù)

σs

=

-

CBB-1

Xs對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)數(shù)22[eg.6]已知:min

w=20y1

+

20y2的最優(yōu)解為y1*=1.2,y2*=0.2-ys1y1

+

2y2

1①試用松弛性求對(duì)偶-ys22y1

+

y2

2②問(wèn)題的最優(yōu)解。-ys32y1

+

3y2

3③-ys43y1

+

2y2

4④y1,y2

0

解:對(duì)偶問(wèn)題max

z=x1

+

2x2

+

3x3

+

4x4x1

+

2x2

+

2x3

+

3x4

20+xs12x1

+

x2

+

3x3

+

2x4

20+xs2x1,x2,x3,x4

0y1*xs1*=0y2*xs2*=0ys1*x1*=0ys2*x2*=0ys3*x3*=0ys4*x4*=023

∵y1*=1.2,y2*0.2

>0∴xs1*=xs2*=0

由①

y1*

+

2y2*=1.6>1∴ys1*>0∴x1*=0

由②2y1*

+

y2*=2.6>2

∴ys2*>0∴x2*=0

由③2y1*

+

3y2*=3=右邊∴ys3*=0∴x3*待定

由④3y1*

+

2y2*=4=右邊

∴ys4*=0∴x4*待定有2x3*

+

3x4*

=

203x3*

+

2x4*

=

20∴x3*

=

4

x4*

=

4

∴最優(yōu)解:x1*

=0x2*

=0x3*

=4x4*

=4xs1*

=0xs2*

=0

最大值:z*

=28

=w*24§5對(duì)偶問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)含義——影子價(jià)格最優(yōu)情況:z*=w*=b1y1*

+

···

+

biyi*

+

···

+

bmym*x2x1Q2

[eg.7]max

z

=

2x1

+

3x2x1

+

2x2

84x1

16

4x2

12x1,x2

0b1:89Q2’(4,2.5)z*’=15.5

Δz*=z*’-

z*=3/2=y1*b2:1617Q2”(4.25,1.875)z*”=14.125

Δz*=z*”-

z*=1/8=y2*b3:1213Δz*=0=y3*Q2’Q2”25§6對(duì)偶單純形法

單純形法:由XB=B-1b

0,使σj

0,j=1,···,m對(duì)偶單純形法:由σj

0(j=1,···,n),使XB=B-1b

0步驟:(1)保持σj

0,j=1,···,n,確定XB,建立計(jì)算表格;

(2)判別XB=B-1b

0是否成立?①若成立,XB為最優(yōu)基變量;②若不成立,轉(zhuǎn)(3);

26(4)消元運(yùn)算,得到新的XB。(3)基變換

①出基變量,

②入基變量,

重復(fù)(2)-(4)步,求出結(jié)果。27

[eg.8]用對(duì)偶單純形法求解

min

w=2x1

+

3x2

+

4x3x1

+

2x2

+

x3

12x1

-

x2

+

3x3

4x1,x2,x3

0解:max

z=-2x1

-

3x2

-

4x3

+

0x4

+

0x5-x1

-

2x2

-

x3

+

x4

=-1-2x1

+

x2

-

3x3

+

x5=-4x1,x2,x3,x4,x5

028-2-3-400CBXBbx1x2x3x4X50x4-10x5-4出出出∵x4,x5<0

∴非最優(yōu)0x410-5/21/21-1/2-2x121-1/23/20-1/2-2-3-400CBXBbx1x2x3x4X50x4-1-1-2-1100x5-4-21-301-2-3-400CBXBbx1x2x3x4X50x4-1-1-2-1100x5-4-21-301-2-3-4001--4/30x410-5/21/21-1/2-2x121-1/23/20-1/20-4-10-1∵x1,x4>0

∴最優(yōu)最優(yōu)解:x1*=2,x2*=0,x3*=0,x4*=1,x5*=0目標(biāo)值:w*=-z*=429§7靈敏度分析分析

變化對(duì)最優(yōu)解的影響。3031例1已知下述問(wèn)題的最優(yōu)解及最優(yōu)單純形表,32最優(yōu)單純形表如下:0-1/8-3/2000-1/81/2102311/2-2004001/4001420003233由最優(yōu)單純形表得:3435不可行!用對(duì)偶單純形法計(jì)算36-3/4-1/20001/400103x23-1/2-1/41002x3001/40014x120-1/8-3/200

0-1/81/2102+2311/2-2004-8x5001/40014+0x12ix5x4x3x2x1bXBCB00032x23/4----[-2]3738例2求例1c4的變化范圍,使最優(yōu)解不變.0-1/8-3/200

0-1/81/2102311/2-2004x5001/40014x12ix5x4x3x2x1bXBCB00032x2解:39分析:40方法:例3求例1c2的變化范圍,使最優(yōu)解不變.0-1/8-3/200

0-1/81/2102311/2-2004x5001/40014x12ix5x4x3x2x1bXBCB00032x241解:0-1/8-3/200

0-1/81/2102311/2

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論