【最优化】对偶问题(线性规划)


对偶问题概述:

个人认为,对偶问题本质上就是一个进行转换寻界的方法;

例如,如果一个问题目的是求最小优化值,如果能够通过一定的方法更改目标函数,转化为求最大优化值;

那么,最大优化值就是原问题的下界,也就是最小优化的最优解;

 

对偶问题的实际背景:

例如网上经典的问题:

 

 

对于上述问题,假如针对定价进行收购问题的定制:

 

 

可以很清晰的看出,上述对偶问题的最低价必定是第一个问题得上界,也就是原问题的最优值;

 

对偶问题的数学关系:

对偶问题的数学本质就是从两个不同角度计算一个界限,相当于从左右逼近,如下图所示:

 

 

详细的转换过程如下所示:

 

 

 

 

 

 

 

对偶的相关性质:

对偶问题其实也从侧面揭示了原问题最优解的一些情况,有时候可以通过对偶问题来从侧面估计原问题的是否存在最优解,最优解为多少;

【定理】:如果x和λ分别是原问题和对偶问题的可行解,如果两个问题在两个可行解下价值函数相同,则说明是各个问题的最优解(相当于找到边界);

【定理】:如果原问题有最优解,则对偶问题也有最优解(注意一个问题,原问题对偶的对偶仍为原问题,所以也可以侧面说明对偶问题如果有最优解,原问题也有最优解);

 

对偶的实际用处:

目前根据自己检索到的有以下几种:

1.通过对偶减少高约束线性规划的计算难度;

2.可以通过对偶侧面证明无解问题;

3.关于灵敏度影响的问题计算;

 


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