5 運籌學復刻 之 單純形法原理

2021-09-27 12:18:09 字數 1368 閱讀 5753

1.弱對偶定理:

對原問題和對偶問題的任意可行解(x,y),極小化問題的值大於等於極大化問題的值
證明:

已知 max z = ctx; min w = byt

且不等式: ax = b ; yta >= ct

所以: z = ctx <= yta x = ytb =w

即: z<=w

得證2.弱對偶的推論:

當極小化問題的解z = 極大化問題的解w時

認為這個值是極小化問題和極大化問題的解(對偶條件下)

證明:

假設此刻z表示的是z的目標函式值(最大值)

z = ctx* <= w = ytb (任意y值)

假設此刻 z* = y*tb,即z的最大值等於w的最小值

所以得到y就是最小值,w就是對應的最小值

3.對偶定理:

a.原問題的最優解 x,則對偶問題的最優解為y(表示式見下面)

且原問題和對偶問題的最優值相等

y = b-tcb

證明:a. y = b-tcb是對偶問題的可行解

b. z = w

a.因為y = b-tcb,則:yt a= b-1cb

ta又因為在原始問題中 x 是最優解,且是最大值,所以 zj-cj>=0

所以: b-1cb

ta - ct >= 0

即: yta >= ct,滿足了對偶問題的要求

所以得證是可行解

b.z = cb

tb-1b

w = ytb = z

所以 z = w

得證

b.原問題有 無界解,則對偶問題 無可行解
證明:

z -> +∞;又 w>=z

所以:對偶問題無可行解

4.最優解的充分必要條件

已知 x,y 分別是 原問題和對偶問題的可行解

那他們是最優解的充分必要條件

(1)xj > 0 => ytaj = cj

(2)xj = 0 <= ytaj > cj

等價於 xj(ytaj - cj) = 0

證明:1.必要性: 已知最優 ⇒ xj(ytaj - cj) = 0

最優則:z = w

即:ctx = ytb

故:(yta-ct)x = 0

2.充分性:已知xj(ytaj - cj) = 0 ⇒ 最優

由已知,則:(yta-ct)x = 0

即: z = w

則:最優

4 運籌學復刻 之 對偶問題

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