第二章 线性规划及单纯形法

1.转化为标准形式(min、等号,大于等于 0)

2.查看 m 行 n 列的系数矩阵是否含有 m 阶单位阵,否则大 M or 两阶段

3.求初始基可行解,画出初始单纯形表(取单位矩阵做初始基)
(1)按照规则填入 c_j,C_B,X_B,b,表中间部分系数矩阵 A。(注意同一个基变量的行和列交汇处是 1!!!)
(2)计算检验数σ_j=c_j - Σc_i * a_ij,填入最后一行,计算右下角=基变量的 c_i*b_k 的和的相反数,一般为 0,两阶段法不是 0。

c_j c_j -5 -4 0 0 0 b
C_B X_B x_1 x_2 x_3 x_4 x_5 b
0 x_3 3 5 1 0 0 15
0 x_4 4 2 0 1 0 10
0 x_5 4 4 0 0 1 22
σ_j σ_j -5 -4 0 0 0 0

4.对单纯形表中出现的基可行解进行最优性判断
(1)若所有σ_j 都是非负数,则得到最优解,如果存在某个非基变量的σ_j=0,则线性规划有无穷多最优解。
(2)若存在某个σ_k<0,且 a_ik<=0 在 i=1,2,…, m 恒成立,则线性规划具有无界解或无可行解,称无最优解。
(3)若存在某个σ_k<0,且 a_ik(i=1,2,…,m) 不全非负,则进行换基。

5.换基
(1)选进基变量,σ_k=min{σ_j|σ_j<0},x_k 为进基变量
(2)选出基变量,求最小比值,θ_L=min{b_i/a_ik|a_ik>0},L 不止一个就任选一个,将第 L 行变量为出基变量,a_Lk 为主元素

6.求新的基可行解,画新单纯形表
(1)X_B、C_B 两列,用换入变量取代换出变量
(2)用初等行变换将主元素 a_Lk 化为 1,同列其他元素化为 0(包括检验数行!!)

大 M 法:引入一个单位矩阵的变量,使其在目标函数系数为 M,每当一个大 M 对应的 X 被移出,就可以不考虑这列。当大 M 无法被换出,则原函数不能最小化
两节短法:引入一个单位阵的变量,第一阶段求解函数使其加和最小,如果最后 w 为 0,进行第二阶段,第二阶段将第一阶段的系数矩阵作为初始单纯形表,将问题转化为原问题继续求解。当第一阶段 w 不等于 0,则原问题无可行解。

布兰德规则:
单纯形法计算中用 规划确定换出变量时,有时存在两个以上相同的最小比值,这样在下一次迭代中就有一个或几个基变量等于零,这就出现了退化解,当出现退化时,进行多次迭代,而基从 ,又返回到 ,即出现计算过程的循环,使永远达不到最优解.为解决这个问题我们介绍勃兰特规则:
(1)当存在两个或两个以上最大检验数时,选取 中下标最小的非基变量 为换入变量;
(2)当按 规则计算时,存在两个或两个以上最小比值时,选取下标最小的基变量为换出变量.