整数规划相对于其松弛问题而言,二者之间既有联系,又有本质的区别,表现在以下几个方面:
1)整数规划问题的可行域是其松弛问题的一个子集。
2)整数规划问题的可行解一定是其松弛问题的可行解。
3)一般情况下,松弛问题的最优解不会刚好满足变量的整数约束条件,因而不是整数规划的可行解,更不是最优解。
4)对松弛问题的最优解中非整数变量简单地取整,所得到的解不一定是整数规划问题的最优解,甚至也不一定是整数规划问题的可行解。
【例3.5】 求解下述整数规划maxZ=40x1+90x2
解 1)先求解此整数规划松弛问题的最优解,其松弛问题为:
maxZ=40x1+90x2
用图解法得到其最优解为:
可见它不符合整数条件,这时Z是原问题的最优目标函数值Z∗的上界,记作Z。而x1=0、x2=0显然是原问题的一个整数可行解,这时Z=0是Z∗的一个下界,记作Z,即0≤Z∗≤356。
2)因为x1、x2当前均为非整数,可以任选一个变量进行分支。这里选x1进行分支(也可以选x2),于是对原问题增加两个约束条件:
可将原问题的松弛问题分解为两个分支LP1和LP2。
用图解法求解LP1和LP2,得到最优解为:(www.daowen.com)
3)显然没有得到全部变量是整数的解,继续对问题LP1和LP2进行分支,因Z1>Z2,故先分解LP1为两支,增加条件x2≤2,称为LP3;增加条件x2≥3,称为LP4。
通过图解法求得LP3和LP4最优解为:
LP3的最优解已经都是整数,其目标函数值Z3=340,大于Z4=327。因此已经没有必要再分解LP4。由于LP2的Z2=341,大于Z3,Z∗可能在340和341之间有整数解。因此对LP2进行分支,得到LP5和LP6。
通过图解法求得LP5和LP6最优解为:
由于LP5存在非整数解x1=5.44,并且Z5=308,小于Z3,已经无再分解的必要,而LP6为无可行解。于是有:
Z∗=Z3=340
LP3的解X1=4.00,X2=2.00为最优整数解。
上述分支过程可用图3-2表示。
图3-2
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