单纯形法python 大m法
时间: 2024-01-12 08:00:50 浏览: 133
单纯形法是一种用于线性规划问题的求解方法,通过不断地沿着可行解的边界移动来寻找最优解。Python语言提供了丰富的工具和库,可以方便地实现单纯形法算法,比如使用numpy库进行矩阵运算,或者使用scipy库进行线性规划求解。
而大M法则是单纯形法的一种变体,通过引入人工变量和一个很大的M值(通常是一个很大的正数)来将原始问题转化为标准形式,从而方便使用单纯形法来求解。在Python中,可以借助PuLP库或者scipy库中的线性规划模块来实现大M法,通过构建目标函数和约束条件,并设置M的值来求解线性规划问题。
总的来说,单纯形法和大M法都是用于求解线性规划问题的经典算法,而Python作为一种强大的编程语言,提供了丰富的工具和库,可以方便地实现这两种算法,并且通过可视化工具如matplotlib,可以直观地展示求解过程和结果,为线性规划问题的求解提供了便利。
相关问题
对偶单纯形法python
对偶单纯形法是一种线性规划求解方法,可以通过Python进行实现。以下是一个简单的示例代码,演示如何使用对偶单纯形法求解线性规划问题:
```python
import numpy as np
def dual_simplex(c, A, b):
m, n = A.shape
B = np.eye(m)
N = np.eye(n)
x = np.zeros(n)
y = c @ np.linalg.inv(B) # 初始对偶变量
while True:
# 检查当前解是否可行
if np.all(A @ np.linalg.inv(B) >= 0):
# 计算原始变量的解
x = np.linalg.inv(B) @ b
return x, -c @ x
# 计算单纯形法的入基变量和出基变量
u = np.argmin(y)
t = np.min(b / A[:, u])
v = np.argmin(b / A[:, u])
# 更新基和非基矩阵
B_inv = np.linalg.inv(B)
N_inv = np.linalg.inv(N)
B = np.copy(A[:, [v]])
B_inv = np.copy(B_inv[[v], :])
N = np.delete(A, v, axis=1)
N_inv = np.delete(N_inv, u, axis=0)
# 更新对偶变量和原始变量
y = c @ B_inv
b = B_inv @ b
A = N_inv @ N
x[u] = t
```
上述代码中,输入参数c、A、b分别表示线性规划问题的目标函数系数、约束矩阵和右侧常数向量。函数返回的是最优解x和最优值。该函数的实现利用了numpy库中的矩阵运算,代码简洁明了,易于理解。
单纯形法python实现
单纯形法是一种线性规划求解方法,它通过不断优化基变量来找到线性规划问题的最优解。下面是一个简单的单纯形法的Python实现,仅供参考:
```python
import numpy as np
def simplex(c, A, b):
"""
c: 目标函数系数
A: 约束条件系数矩阵
b: 约束条件右边的常数
"""
m, n = A.shape
# 添加松弛变量,将不等式约束转化为等式约束
A = np.hstack([A, np.eye(m)])
c = np.concatenate([c, np.zeros(m)])
# 计算初始基变量和初始基变量对应的基变量矩阵B
B = [n+i for i in range(m)]
N = [i for i in range(n)]
# 计算初始基变量对应的解
x_B = np.linalg.solve(A[:, B], b)
# 计算初始基变量对应的目标函数值
z = np.dot(c[B], x_B)
while True:
# 计算系数向量c_B
c_B = c[B]
# 计算向量y
y = np.linalg.solve(A[:, B].T, c_B)
# 计算向量c_N - y*A[:, N]
c_N = c[N]
r = c_N - np.dot(y, A[:, N])
if np.all(r <= 0):
# 如果所有元素都小于等于0,说明已经找到最优解
return z, x_B
else:
# 计算最小值对应的非基变量 j
j = N[np.argmin(r)]
# 计算向量u
u = np.linalg.solve(A[:, B], A[:, j])
if np.all(u <= 0):
# 如果所有元素都小于等于0,说明最小值为负无穷,问题无解
return None
else:
# 计算最小值对应的基变量 i
i = B[np.argmin(x_B/u)]
# 更新基变量集合B和非基变量集合N
B[B.index(i)] = j
N[N.index(j)] = i
# 计算新的基变量对应的解和目标函数值
x_B = np.linalg.solve(A[:, B], b)
z = np.dot(c[B], x_B)
```
以上是一个简单的单纯形法的Python实现,但它仅适用于标准形式的线性规划问题。实际上,大多数线性规划问题都不是标准形式的,需要通过变量变换将其转化为标准形式,然后再使用单纯形法求解。
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