線性規划:
線性規划在matlab中的標准形式:
其中c和x為n維向量,A、Aeq為適當維數的列向量。
[x,fval]=linprog(c,A,b,Aeq,beq,LB,UB,X0,OPTIONS)
favl返回目標函數的值,LB和UB分別為變量的下界和上界,
是
的初始值,OPTIONS是控制參數。
一、運輸問題
(產銷平衡,運費最省)
某商品有個產地、
個銷地,各產地的產量分別為
,各銷地的 需求量分別為
。若該商品由
產地運到
銷地的單位運價為
,問應該如何調運才能使總運費最省?
引入變量,其取值為由i產地運往
銷地的該商品數量。數學模型為:
可直接用標准法求解。
對於產銷平衡的運輸問題,有關系:
因約束矩陣比較特殊,可用表上作業法。
二、指派問題
擬分配人去干
項工作,每人干且僅干一項工作,若分配第
人去干第
項工作,需花費
單位時間,問應如何分配工作才能使工人花費的總時間最少?
引入變量,若分配
干
工作,則取
,否則取
。數學模型為:
因最終為0-1矩陣,可用匈牙利算法求解。
鏈接中變換矩陣后為:
(不過最終更新的矩陣為:)
從變換后的矩陣就已經可以看出最優指派矩陣了(獨立0元素):
即,
帶入最初的矩陣,即:
就可求出:
三、對偶理論
原始問題:
對偶問題:
基本性質:
- 對稱性:對偶問題的對偶是原問題。
- 弱對偶性:若
是原問題的可行解,
是對偶問題的可行解。則存在
。
- 無界性:若原問題(對偶問題)為無界解,則其對偶問題(原問題)無可行解。
- 可行解是最優解時的性質:設
是原問題的可行解,
是對偶問題的可行解, 當
時,
是最優解。
- 對偶定理:若原問題有最優解,那么對偶問題也有最優解;且目標函數值相同。
- 互補松弛性:若
分別是原問題和對偶問題的最優解,則
。
非線性規划:
如果線性規划的優解存在,其優解只能在其可行域的邊界上達到(特別是可行域的頂點上達到);而非線性規划的優解(如果優解存在)則可能在其可行域的任意一點達到。
某企業有個項目可供選擇投資,並且至少要對其中一個項目投資。已知該企業擁有總資金A元,投資於第
個項目需花資金
元, 並預計可收益
元。試選擇佳投資方案。
設投資決策變量為
則投資總額為,投資總收益為
,限制條件為
,和
。
總的來說就是讓投資總額最小,投資總收益最大,即
,
,