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单纯形法的解题步骤

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三、单纯形法的解题步骤 第一步:作单纯形表.

(1)

把原线性规划问题化为标准形式;

(2)

找出初始可行基,通常取约束方程组系数矩阵中的单位矩阵;

(3)

目标函数非基化;

(4)

作初始单纯形表.

第二步:最优解的判定.

(1) 若所有检验数都是非正数,即

, 则此时线性规划问题已取得最优解.

(2) 若存在某个检验数是正数,即,而所对应的列向量无正分量,则线性规划问题无

最优解.

如果以上两条都不满足,则进行下一步. 第三步:换基迭代.

(1)找到最大正检验数,设为 ,并确定 所在列的非基变量

为进基变量.

(2)对最大正检验数所在列实施最小比值法,确定出主元,并把主元加上小括号.主

元是最大正检验数者; 所在列,用常数项

与进基变量

所对应的列向量中正分量的比值最小

(3)换基:用进基变量替换出基变量 ,从而得到新的基变量基变量进基,所在行的基变量出基;

.也就是主元所在列的非

(4)利用矩阵的行初等变换,将主元变为1,其所在列其他元素都变为零,从此得到新的单纯形表;

(5)回到第二步,继续判定最优解是否存在,然后进行新一轮换基迭代,直到问题得到解决为止.

例3 求 .

解(1) 化标准型:令 ,引进松弛变量

,其标准型为

) )求

(2) 作单纯形表:在约束方程组系数矩阵中的系数构成单位矩阵,故取为基变量,

目标函数已非基化了,作初始单纯形表并“换基迭代”(见表).

x 1 x2 x3 x4 x5 x 3 1 0 1 0 0 x 4 1 2 0 1 0 常数 5 10 4 5 2 4 3 2 4 x 5 0 (1) 0 0 1 x 3 x 4 1 0 1 0 0 (1) 0 0 1 -2 S′ 1 3 0 0 0 0 x 2 0 1 0 0 1 x 3 x 1 0 0 1 -1 2 1 0 0 1 -2 S′ 1 0 0 0 -3 -12 x 2 0 1 0 0 1 S′ 0 0 0 -1 -1 -14

(3) 最终结果:此时检验数均为非正数,线性规划问题取得最优解,最优解为

目标函数取得最优值 .

原线性规划问题的最优解为: .目标函数的最优值为14,即 .

例4 用单纯形方法解线性规划问题. 求.

解 此数学模型已是标准型了,其中约束方程含有一个二阶单位矩阵(1、2行,3、4列构成),取为基变量,而目标函数没有

非x1 x2 x3 x4 常数 基化.从约束方程找出 , , 代

x3 x4 1 -1 1 0 -3 (1) 0 1 2 3 0 0 -2 0 1 1 -3 1 0 1 11 0 0 -3 2 4 0 6 4 12 入目标函数

,

整理后,目标函数非基化了.

作单纯形表,并进行换基迭代(见表).

S 经

x3 x2 S 最大检验数 ,由最小比值法知: 为主元,对主元所在列施以行初等变换,基变量 出基,非基变量 进基.

目前最大检验数 ,其所

在列没有正分量,所以该线性规划问题没有最优解. 例5用单纯形方法解线性规划问题. 求

此数学模型已是标准型了,其中约束方程含有一个二阶单位矩阵,取为基变量,而解

目标函数没有非基化.从约束方程找出

, ,

代入目标函数,经整理得

,

目标函数已非基化.

作单纯形表,并进行换基迭代(见表.

最大检验数 ,由最小比值法知: 为主元,对主元所在列施以行初等变换,基变量出

基,非基变量x2进基,先将主元 化为1,然后再将主元所在列的其他元素化为零.

x 3 x 4 x 1 x2 x3 x4 -2 (2) 1 0 3 1 0 1 -2 2 0 0 常数 4 6 10 S x 2 -1 1 0 x 4 4 0 - 1 2 4 6 S’ 0 0 -1 0

至此,检验数均为非正数,故得基础可行解 .

原问题的最优解为:.

最优值为6,即 .

如果我们再迭代一次,将基变量 出基,非基变量 进基(见表).

x1 x2 x3 x4 x2 -1 1 0 常数 2 4 6 3 1 6 x4 (4) 0 1 S’ 0 0 -1 0 x2 x1 S’ 0 1 1 0 0 0 -1 0 可得到另一个基础可行解

,

原问题的最优解为:,最优值仍为6,说明该线性规划问题有无穷多最优解,其最优解均

为6.

如何知道线性规划问题有无穷多最优解呢

这主要反映在单纯形表中.如果非基变量所对应的检验数为0,我们可对此列继续进行换基迭代,就可以得到另一个基础可行解.以此作下去,可得到许多基础可行解,即相对应的最优解有无穷多个.

单纯形法的解题步骤

三、单纯形法的解题步骤第一步:作单纯形表.(1))把原线性规划问题化为标准形式;
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