线性规划:

线性规划在matlab中的标准形式:

       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解

         

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_02

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_03

其中c和x为n维向量,A、Aeq为适当维数的列向量。

[x,fval]=linprog(c,A,b,Aeq,beq,LB,UB,X0,OPTIONS)

favl返回目标函数的值,LB和UB分别为变量

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_04

的下界和上界,

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_05


java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_06

的初始值,OPTIONS是控制参数。

一、运输问题

(产销平衡,运费最省)

某商品有

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_07

个产地、

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_08

个销地,各产地的产量分别为

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_09

,各销地的 需求量分别为

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_10

。若该商品由

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_11

产地运到

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_12

销地的单位运价为

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_13

,问应该如何调运才能使总运费最省?引入变量

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_14

,其取值为由i产地运往

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_15

销地的该商品数量。数学模型为:       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_16

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_17

可直接用标准法求解。

对于产销平衡的运输问题,有关系:

       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_18

因约束矩阵比较特殊,可用表上作业法

二、指派问题

 拟分配

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_19

人去干

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_20

项工作,每人干且仅干一项工作,若分配第

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_21

人去干第

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_22

项工作,需花费

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_23

单位时间,问应如何分配工作才能使工人花费的总时间最少?引入变量

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_24

,若分配

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_25


java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_26

工作,则取

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_27

,否则取

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_28

。数学模型为:       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_29

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_30

因最终为0-1矩阵,可用匈牙利算法求解

链接中变换矩阵后为:

       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_31

(不过最终更新的矩阵为:)

       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_32

从变换后的矩阵就已经可以看出最优指派矩阵了(独立0元素):

       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_33

即,

       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_34

带入最初的矩阵,即:

       

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_35

就可求出:

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_36

三、对偶理论

原始问题:

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_37

对偶问题:

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_38

基本性质:

  • 对称性:对偶问题的对偶是原问题。
  • 弱对偶性:若是原问题的可行解, 是对偶问题的可行解。则存在。
  • 无界性:若原问题(对偶问题)为无界解,则其对偶问题(原问题)无可行解。
  • 可行解是最优解时的性质:设是原问题的可行解, 是对偶问题的可行解, 当时,是最优解。
  • 对偶定理:若原问题有最优解,那么对偶问题也有最优解;且目标函数值相同。
  • 互补松弛性:若分别是原问题和对偶问题的最优解,则 。

 

 

非线性规划:

如果线性规划的优解存在,其优解只能在其可行域的边界上达到(特别是可行域的顶点上达到);而非线性规划的优解(如果优解存在)则可能在其可行域的任意一点达到。

某企业有

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_39

个项目可供选择投资,并且至少要对其中一个项目投资。已知该企业拥有总资金A元,投资于第

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_40

个项目需花资金

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_41

元, 并预计可收益

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_42

元。试选择佳投资方案。

设投资决策变量为

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_43

则投资总额为

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_最优解_44

,投资总收益为

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_45

,限制条件为

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_线性规划_46

,和

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_47


总的来说就是让投资总额最小,投资总收益最大,即

java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_48


java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_数学模型_49


java 货物线性规划发货 线性规划运输问题算法_java 货物线性规划发货_50