请通过一个实例为我讲解一下单纯形法
时间: 2024-05-22 22:13:04 浏览: 51
单纯形法实例(代码)
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假设有如下线性规划问题:
最大化 z = 2x1 + 3x2
约束条件:
x1 + x2 ≤ 4
2x1 + x2 ≤ 5
x1, x2 ≥ 0
首先,我们将问题转化为标准形式。将目标函数最大化转化为最小化:
最小化 z = -2x1 - 3x2
约束条件:
x1 + x2 + s1 = 4
2x1 + x2 + s2 = 5
x1, x2, s1, s2 ≥ 0
其中,s1和s2是人工变量。
接下来,我们构建初始单纯形表。将约束条件和目标函数放在一起构成一个矩阵,如下所示:
基变量 | 非基变量 | 系数 | 右端常数
--------|---------|------|--------
s1 | x1 | 1 | 4
s2 | x2 | 1 | 5
z | |-2 | 0
其中,基变量是s1和s2,非基变量是x1和x2。
下一步是选择入基变量。我们要找到一个非基变量,使得把它加入基变量后能够使目标函数值变小。在这个例子中,我们选择x1作为入基变量。
然后,我们需要选择出基变量。这里有两种选择方法:最小比率法和最大增量法。这里我们选择最小比率法。我们计算每个约束条件右端常数与对应非基变量系数的比率,然后选择最小的那个。在这个例子中,s1的比率为4,s2的比率为5。因此,我们选择s1作为出基变量。
接下来,我们进行一次单纯形迭代。我们用x1替换掉s1,然后重新计算表格。计算方法如下:
- 将x1的系数除以x1的系数,得到1
- 将x1所在列的其他系数除以x1的系数,得到新的系数
- 将s1所在行的系数乘以x1的系数,得到新的系数
- 将其他行的系数减去对应的新系数乘以它们的x1系数,得到新的系数
基变量 | 非基变量 | 系数 | 右端常数
--------|---------|------|--------
x1 | s2 | 0.5 | 2
s1 | -x2 | -0.5 | 2
z | 3x2 | 1 | 8
现在,我们需要再次选择入基变量和出基变量。我们发现z列中的系数都为正数,说明当前解还不是最优解。因此,我们需要继续迭代。
我们选择x2作为入基变量。然后,我们计算每个约束条件右端常数与对应非基变量系数的比率,选择最小的那个。在这个例子中,s1的比率为4,s2的比率为2。因此,我们选择s2作为出基变量。
接下来,我们进行一次单纯形迭代。我们用x2替换掉s2,然后重新计算表格。计算方法如下:
- 将x2的系数除以x2的系数,得到1
- 将x2所在列的其他系数除以x2的系数,得到新的系数
- 将s2所在行的系数乘以x2的系数,得到新的系数
- 将其他行的系数减去对应的新系数乘以它们的x2系数,得到新的系数
基变量 | 非基变量 | 系数 | 右端常数
--------|---------|------|--------
x1 | -s1 | 1 | 2
x2 | s2 | 1 | 3
z | 2s2 | 0 | 11
现在,我们发现z列中的系数都为非正数,说明当前解是最优解。因此,我们停止迭代。最优解为z=11,x1=2,x2=3。
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