理论教育 退化情况与勃兰德法则

退化情况与勃兰德法则

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:若(LP)的基本可行解X的某个基本变量=0,则我们称X为退化的基本可行解,并称(LP)为退化的线性规划问题.在单纯形法转轴过程中,若已选定进基本量xt,而在按最小比值准则选择指标k时,若有两个指标k1和k2同时满足该准则,则我们可在k1和k2中任选一个作为指标k.但是在此种情况下,在转轴后的单纯形表中必然有某个基本变量为零(例如,),即对应的基本可行解为退化的.若(LP)是非退化的线性规划(所有的

退化情况与勃兰德法则

若(LP)的基本可行解X的某个基本变量=0,则我们称X为退化的基本可行解,并称(LP)为退化的线性规划问题.

单纯形法转轴过程中,若已选定进基本量xt,而在按最小比值准则

选择指标k时,若有两个指标k1和k2同时满足该准则,则我们可在k1和k2中任选一个作为指标k.但是在此种情况下,在转轴后的单纯形表中必然有某个基本变量为零(例如,),即对应的基本可行解为退化的.

若(LP)是非退化的线性规划(所有的基本可行解非退化),那么,在用单纯形法求解的过程中,每转轴一次,由式(1-31)知,目标函数值就严格下降.这样,保证了每一个基本可行解不可能在迭代过程中出现两次.由于基本可行解的个数有限,因此,经有限步迭代后,算法一定收敛.

现在的问题是,对于退化的线性规划,是不是也能保证迭代的有限步呢?结论有两种情况:

第一种情况,对某些退化的(LP)问题,虽然在某几次迭代中,目标函数值得不到改善,使收敛速度放慢,但最终还是求到了最优解.

第二种情况,个别例子说明,单纯形法可能无穷无尽地迭代,目标函数值毫不改变.这时候,从某一个指标集IB出发经过多次转轴后又回到原来的指标集IB而产生循环,使(LP)始终达不到最优解.这种情况叫死循环.由于在实际问题中,死循环情况极少出现,因此在本书中我们不再举例作详细介绍.(www.daowen.com)

为了避免(LP)退化情况死循环的出现,在数学理论上有多种处理方法.例如,摄动法.我们介绍一种勃兰德(Bland)避免循环的方法.

1976年,勃兰德指出,在单纯形法转轴过程中按勃兰德法则来确定指标t和k,就可以避免退化问题在迭代过程中出现死循环.我们用定理1-4来给出勃兰德法则.取k=k1,则由式(1-27)知,

定理1-4 如果在单纯形法中采用下述勃兰德法则确定指标t和k,则在迭代过程中不会出现死循环:

也就是说,按勃兰德法则,在迭代过程中如果有多个检验数rj都是负的,那么选其中下标最小的检验数的相应下标作为指标t;如果有几个同时达到

那么,选取诸Bs中最小者作为Bk.

我们完全可以根据勃兰德法则对t、k指标的选择来修改单纯形法的步骤,但是可能会使收敛的速度放慢.由于大量的实践经验表明,实际问题一般不会发生死循环情形,所以,在现代的计算机程序中没有考虑退化的问题,而仍采用一般的单纯形法.

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