理论教育 整数线性规划问题的求解方法

整数线性规划问题的求解方法

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:第一章讨论的线性规划问题的决策变量都是连续型的,但是对某些实际问题而言,问题的全体或部分决策变量被限制为离散型的整数值,我们称这样的线性规划问题为整数线性规划,简称整数规划,简记为(IP).我们自然很容易地想到,若把整数规划的决策变量的整数约束去掉,得到相应的连续型变量的线性规划,对这个线性规划用单纯形法求解,然后将得到的最优解中要求取整数值的决策变量的值进行舍入处理,从而把所得结果作为整数规划的

整数线性规划问题的求解方法

第一章讨论的线性规划问题的决策变量都是连续型的,但是对某些实际问题而言,问题的全体或部分决策变量被限制为离散型的整数值,我们称这样的线性规划问题为整数线性规划,简称整数规划,简记为(IP).

我们自然很容易地想到,若把整数规划的决策变量的整数约束去掉,得到相应的连续型变量的线性规划,对这个线性规划用单纯形法求解,然后将得到的最优解中要求取整数值的决策变量的值进行舍入处理,从而把所得结果作为整数规划的最优解.但是,实际例子告诉我们这个方法是不可行的.

例5-1 求解整数规划:

解 我们去掉上述问题中x1、x2为整数这个约束,得到相应的线性规划,用图解法进行求解(如图5-1),得到线性规划的最优解X=(x1,x2T=(1.5,3.33)T,最优值为-4.83.

如图5-1所示,该整数规划的可行解集合是一些离散的点(今后我们仍用可行域来通称整数规划可行解的集合).(www.daowen.com)

图5-1

如果我们对X的变量x1及x2分别作舍入处理,得到4个整数解:

(2,3)T,(1,3)T,(2,4)T,(1,4)T,我们发现,它们都不是整数规划的可行解.事实上,该整数规划的最优解是(2,2)T或(3,1)T.

另一方面,如果我们采用上述处理方法来求解(IP),那么,当(IP)有n个取整数值的变量时,则相应线性规划的最优解中,要求取整数值的变量的值都有舍或入两种可能,总共就有2n种可能的舍入方案.当n=60时,260≈1018,这时即使应用高速电子计算机也难以处理全部舍入方案.所以,有必要对整数规划建立一些有效的算法.

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