参数线性规划的算法研究(毕业论文)(3)

2019-04-23 22:31

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那么要使bi*?bi??bi*?0成立,便要

'\ ?B????B'\\',?B]称为B的最优区间。 与?B分别称为B的上特征数与下特征数,而闭区间[?B?B因此对于最优区间中的每个?所对应的解

**TX?(b1??b1*,b2??b2,?,bm??bm) 2-6

都是最优解,这时目标函数的最大值为

f?f0??f0* 2-7

其中 f0*?CBB?1b* 2-8

与前一种参数线性规划不同,这里,对于B的最优区间中每个?,不但目标函数的最大值是?的函数,而是最优解也是?的函数。

现在我们考察对于最优区间外的其他?值,最优解的变化情况。

\首先,考察???B的情形。假设?B是在i?r时达到的,即

\?B??br*(br?0) 2-9 br*\??于是由???Bbr得 *brbr??br*?0 2-10

*即 xr?br??br?0 2-11 \这时如果单纯形表中第r行没有负数,则当???B时,问题无最优解;如果有负数,则用\对偶单纯形方法进行换基迭代,从而可得???B时的一个新的最优解。

''其次,考察???B的情形。假设?B是在i?t时达到的,即

'?B??bt*(b?0) 2-12 t*bt'??于是由???Bbt得 bt*6

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bt??bt*?0 2-13

即 xt?bt??bt*?0 2-14 这时再用对偶单纯形方法进行换基迭代,或判明无最优解。

2.2线性规划灵敏度分析

2.2.1什么是线性规划的灵敏度

当线性规划问题数据比较准确,约束条件比较完整时,得到的解对指导实际管理的可靠性就大。事实上,在生产过程中,工艺条件、资源数量、市场需求、市场价格等因素都在不断地变化,有些数据也是通过估计或预测得到的,带有不确定性,这时得到的解也就带有一定程度的不准确性。有些数据在一定范围内变化时,最优解可能改变也可能不变。例如,产品A市场价格为6元/件,一个月降到5元/件,这时产品A的生产量就有可能变化或者由于利润太低而不生产产品A。又如,原材料供应量变化或者改变工艺、增加新的产品等因素的变化,原决策方案就要随之改变。这些现象都是客观存在的。做为企业决策者必须随时掌握市场动态及数据资料的变化情况,及时调整决策方案,有效的利用线性规划这一工具,更好地指导实际工作,达到增加效益、降低成本的目的。

线性规划的灵敏度分析(Sensitive Analysis)也称为敏感性分析,它是研究和分析参数(cj,bi,aij)的波动对最优解的影响程度,主要研究下面两个方面:

(1) 参数在什么范围内变化时,原最优解或最优基不变;

(2) 模型发生变化(增减约束、变量,参数变化)时,最优解或最优基有何变化。 当模型的参数发生变化后,可以不必对线性规划问题重新求解,直接在原线性规划取得的最优结果的基础上进行分析或求解,既可减少计算量,又可根据参数的变化范围,及时对原决策做出正确的调整和修正。

2.2.2价值系数的灵敏度分析

为使最优解不变,求cj的变化范围。 设线性规划

maxZ?CX ?AX?b??X?07

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其中Am?n线性规划存在最优解,设最优基矩阵为

B?1?(?1,?2,???,?m),?i?(?1i,?2i,???,?mi) 2-15

检验数为

?j?cj?CBB?1P,j?1,2,???,n 2-16

要使最优解不变,即当c'j变化为cj?cj??cj后,检验数仍然是小于等于零,即

?'?1j?c'j?CBBPj?0 这时分cj是非基变量和基变量的系数两种情况讨论。 (1)cj是非基变量xj的系数

?''j?cj?CBB?1Pj?c1j??cj?CBB?Pj?c?1j?CBBPj??cj??j??c

j?0即?cj???j,当??c'j????cj时最优解不变,否则最优解就要改变。 (2)ci是基变量xj的系数

因ci?CB,当ci变化为ci??ci后?j后同时变化,令

?'?C'1j?cjBB?Pj?cj?(C?1B??CB)BPj?c?1j?CBBPj??C?1BBPj??j??C?1BBPj

??___j?(0,???,0,?ci,0,???,0)(a1j,a2j,???,amj)T??_j??ciaij?0__当aij?0时有???j时有?c?ja_,当aij?0i?。

ija_ij令

??max???j_??1j??_|aij?0??aij????min? ???j?j_ij?0?2?_|a??aij??2-17

2-18

8

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要使得所有?'j?0,有

?1??ci??2

只要求出上限?2及下限?1就可以求出?ci的变化区间。因?j?0,故?1?0,?2?0。具体计算?1,?2时可以按aij的符号分成两部分,分别求比值,然后在比值为负号中取最大者就是?1,比值为正号取最小者就是?2,当出现aij?0时,?ci可能无上界或无下界。

问题1.已知线性规划

__maxZ?x1?x2?3x3?x1?x2?2x3?40?x?2x?x?20 ?123??x2?x3?15??x1,x2,x3?0(1)求最优解

(2)分别求c1,c2,c3的变化范围,使得最优解不变

解 (1)加入松弛变量x4,x5,x6,用单纯形法求解最优表如表2-1所示。

表2-1

Cj CB 0 1 3 1 1 3 0 0 0 b XB x4 x1 x1 0 1 0 x2 -2 1 1 x3 0 0 1 x4 1 0 0 x5 0 1 0 x6 0 0 1 5 5 15 x3 ?j 0 -3 0 0 -1 -2 最优解为X?(5,0,15)T,最优值Z=50。

(2)x2为非基变量,x1,x3为基变量,则

?c2???2?3

9

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''?c2?(??2)?1?3?4或c2?(??,4] c2变化范围是c2对于c1:表2-1中x1对应行的系数a2j只有一个负数a26??1,有两个正数a22?1及

___a25?1,则有

_???2?5????3?1??1?max?_,_??max?.???1?11???a22a25??

???6???2?2?min?_???2?1??a26??'c1的变化范围是c1??1?c1'?c1??2,0?c1'?3或c1??0,3?

对于c3:表2-1中x3对应行a32?1,a36?1而a35?0,则有

___???2?6????3?2??1?max?_,_??max?,???2

11????a32a36??''?1或c3?c3无上界,即有?c3??2,c3的变化范围是c3??1,???。

'?c3??c3。分别计算非基对c3的变化范围,也可以直接从表退出,将c3?3写成c3变量的检验数并令其小于等于零

??2????3??c?0'?2'?c2?CBB?1P2?1?(0,1,3??c3)?13????1????1????1'?5'?c5?CBB?1P,3??c3)?1 5??(0,1????0????1????2??c?0?6'??(0,1,3??c3)??13????1????3??c3?0???1?0,要使?,?同时小于等于零,解不等式组?得?c3??2,同理,

?2??c?03?'5'2'6用此方法可求出c2和c1的变化区间。

2.2.3资源限量的灵敏度分析

为了使最优基B不变,求br的变化范围。设br的增量为?br,b的增量

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