理论教育 两阶段法,运筹学方法与模型第2版

两阶段法,运筹学方法与模型第2版

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:,n),故上述m个方程中第k个方程就成了一个恒等式0=0.它说明的m个方程不是相互独立的,T(B*)中第k行所相应的方程是一个多余的方程.所以,我们可以把T(B*)的第k行元素和列元素从单纯形表中删去.下面我们给出两阶段法的算法步骤:①应用单纯形法求解(取初始IB={n+1,…

两阶段法,运筹学方法与模型第2版

对标准型线性规划(LP)(1-2),我们引进人工变量构造辅助规划(LP1):

仍记XN=(x1,…,xnT,XM=(xn+1,…,xn+mT.

所谓两阶段法是把求解(LP)分成两个阶段:

第一阶段用单纯形法求解(LP1),根据求解结果来判别(LP)是否可行.若(LP)可行,则求得(LP)的一个初始基本可行解;

第二阶段从求得的初始基本可行解出发,用单纯形法求解(LP).

现在我们仍假设(LP)中bi≥0(i=1,…,m).因此,对于(LP1)取初始指标集则XN=0,XM=b就是(LP1)关于基B(为单位阵I)的一个基本可行解.又因为(LP1)的目标函数d中变量的系数均为非负,故(LP1)在可行域内一定有下界,也就是说(LP1)一定有最优值.设(LP1)的基本最优解为

它们是(LP1)的m个等式约束方程

的变形.在人工变量

就得到(LP)的m个等式约束方程:

其相应的变形为

现在ykj=0(j=1,…,n),故上述m个方程中第k个方程就成了一个恒等式0=0.它说明(LP)的m个方程

不是相互独立的,T(B)中第k行所相应的方程是一个多余的方程.所以,我们可以把T(B)的第k行元素和列元素从单纯形表中删去(对T(B)中r行元素按公式(1-39)、(1-40)重新计算).

下面我们给出两阶段法的算法步骤:

①应用单纯形法求解(LP1)(取初始IB={n+1,…,n+m}),得基本最优解,最优基B,指标集IB*={,…,},单纯形表T(B).

=0?

若是,则转步骤③;

若否,则(LP)不可行,算法终止.

③在IB*中是否存在>n?

若是,则转步骤④.

若否,则转步骤⑤.

④T(B)中是否存在ykt≠0(t≤n)?

若是,则以ykt为枢轴元素进行转轴,得新的T(B),IB*,转步骤③.

若否,则从T(B)中删去第k行和第列,从IB*中删去,转步骤③.

⑤在T(B)中删除第n+1至第n+m列,用(LP)的目标函数系数c1,…,cn重新计算T(B)中r行元素,以IB*为初始指标集,从T(B)出发,用单纯形法求解(LP).

例1-16 用两阶段法求解例1-13.

解 第一阶段,引进人工变量x6和x7,得(LP1):

取初始IB={6,5,7},迭代过程如表1-26、表1-27、表1-28所示.

表1-26

表1-27

表1-28

可知,(LP1)的最优值为0,出现情况(2).得(LP)的一个初始基本可行解:

第二阶段,将表1-28中r行和人工变量x6及x7列删去,重新计算r行元素,得表1-29.

表1-29

由表1-29得(LP)的最优解和最优值分别为

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例1-17 求解(LP):

解 第一阶段,引进人工变量x6和x7,得(LP1)如下:

取初始IB={6,5,7},迭代过程如表1-30、表1-31、表1-32所示.

表1-30

表1-31

表1-32

在表1-32中,出现了情况(3),人工变量x6为基本变量,x6=0.我们取x6所在行的元素y11=-1为枢轴元素进行转轴,得表1-33.

表1-33

于是,成为情况(2),得(LP)的一个初始基本可行解:

第二阶段,将表1-33中r行和人工变量x6及x7列删除,重新计算r行,得表1-34,转轴得表1-35.

表1-34

表1-35

得(LP)最优解X=(0,0,0,4,0)T,最优值f=-12.

例1-18 求解(LP):

解 第一阶段,引进人工变量x5,x6和x7,得(LP1):

取初始IB={5,6,7},B=I=B-1,迭代过程如表1-36、表1-37、表1-38所示.

表1-36

表1-37

表1-38

在表1-38中d=0,人工变量x6为基本变量,x6=0,x6所在行元素y21=y22=y23=y24=0,出现情况(4),因此,应从表1-38中删除第二行和x6列,重新计算r行元素,得表1-39.

表1-39

于是,成为情况(2),得(LP)一个初始基本可行解

第二阶段:对表1-39,删除x5列和x7列及r行元素,重新计算r行元素,得表1-40,转轴后得表1-41.

表1-40

表1-41

得(LP)最优解和最优值分别为

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