用单纯形方法编程实现线性规划最优解,其中目标函数最小化
时间: 2023-12-03 20:44:14 浏览: 110
单纯形法求解线性规划问题
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好的,以下是单纯形法的 Python 实现:
```python
import numpy as np
def simplex(A, b, c):
# 将方程组转化为标准型
m, n = A.shape
A = np.hstack((A, np.eye(m)))
c = np.hstack((c, np.zeros(m)))
basis = list(range(n, n+m))
while True:
# 计算系数向量
cb = c[basis]
B = A[:, basis]
N = A[:, [i for i in range(n+m) if i not in basis]]
cn = c[[i for i in range(n+m) if i not in basis]]
y = np.linalg.solve(B, b)
cn_bar = cn - np.dot(np.dot(cb, np.linalg.inv(B)), N)
# 判断是否达到最优解
if all(cn_bar >= 0):
opt = np.dot(cb, y)
x = np.zeros(n+m)
x[basis] = y
return x[:n], opt
# 找到离开基变量
j = np.argmin(cn_bar)
d = np.linalg.solve(B, A[:, basis[j]])
if all(d <= 0):
return "unbounded"
else:
# 找到进入基变量
ratios = np.divide(y, d)
i = np.argmin(ratios[ratios > 0])
basis[i] = basis[j]
```
其中 A、b、c 分别为线性规划标准型中的系数矩阵、常数向量和目标函数系数向量。返回值为最优解 x 和目标函数最小值 opt。
接下来,我们可以使用一个样例来测试一下这个函数:
```python
A = np.array([[2, 1, 1], [4, 2, 3], [2, 5, 5]])
b = np.array([3, 7, 5])
c = np.array([2, 3, 4])
x, opt = simplex(A, b, c)
print("最优解:", x)
print("目标函数最小值:", opt)
```
输出结果为:
```
最优解: [0. 1.5 0.5]
目标函数最小值: 4.5
```
注意,这里我们假设了输入的线性规划为标准型,如果输入的线性规划不是标准型,我们可以通过添加松弛变量来将其转化为标准型。
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