1.1.4 線性規劃問題-解的概念
- 一、可行解與最優解
- 二、基的概念
- 三、基變量、基向量;非基變量、非基向量;基解、基可行解;
- 四、最優解與可行解、基可行解的關系
- 五、用例題(枚舉法)鞏固基解、基可行解、最優解三個概念
- 1、例1
- 2、例2
- 六、解之間的關系歸納
一、可行解與最優解
可行解:滿足所由約束條件的解【全部可行解的集合稱為可行域】
最優解:使目標函數最大的可行解
因此最優解包含于可行解
二、基的概念
基:設A是約束方程組(2)的m×n階系數矩陣(設n>m,變量的個數大于方程的個數),
其秩為m
。
B是A中的一個m×m階的滿秩子矩陣(|B|≠0的非奇異子矩陣),則稱B為線性規劃問題的一個基。
B實際上就是A的一個極大線性無關組
問題1:為什么秩就為m?
實際過程中,在建模時列約束條件,默認列出來的方程為獨立方程(而不會出現兩個方程化簡后相同的無效方程情況)
問題2:為什么n>m?
實際情況中,決策變量的個數通常也是大于方程的個數
三、基變量、基向量;非基變量、非基向量;基解、基可行解;
設方程組有m個方程,n個變量,其中n>m.R(A)=m,方程組有n-m個自由未知量,即方程組一定有無窮多個解。
n=m時只有唯一解,實際情況很少出現。
假設:方程組中前m個變量的系數列向量就是它的基向量(極大線性無關組)
則把(n-m)個非基向量移項到右邊
非基變量可以是任意常數,因此令所有非基變量為0,又因為|B|≠0,據克萊姆法則,可求出唯一解;
從而得到第一個初始解XB
則X=(XB,XN)
因此,在約束方程組中的系數矩陣中找到一個基,就能求出一組基解
基解不一定是可行解
基解:根據基求得的解
基可行解:基解中所有分量都滿足非負
條件的解
可行基:對應于基可行解的基
四、最優解與可行解、基可行解的關系
最優解一定在可行解當中,那最優解一定包含在基可行解中嗎?
1、當最優解唯一時,最優解也是基最優解;
2、當最優解不唯一時,最優解不一定是基最優解
五、用例題(枚舉法)鞏固基解、基可行解、最優解三個概念
基的數目為:C(m,n)- 行列式為0的矩陣數,
基可行解為:分量都為非負的基解
1、例1
2、例2
六、解之間的關系歸納
可以用圖解法輔助理解