§5.3最优性的检验
预备知识:
对标准形线性规划问题
其对偶问题为
的一个基,作关于基的单纯形表
则关于基的对偶解为,检验数为,其中,即.
又
,
将的约束条件中基变量对应的不等式改为等式,即令(为基变量),
即得关于基的对偶解.
由对偶理论知,对运输问题
引入对偶变量,得对偶问题为
的一个基本格子集,由§5.2知,从中去掉一个多余的行即得的一个基,且关于基的单纯形表为
则关于基的对偶解为,检验数为,其中,即.
由预备知识知,将的对偶问题的约束条件中的的不等式改为等式,即令,即得关于基的对偶解.
是自由变量,可令,解得关于基的对偶解,,即.
定义 称为关于基本格子集的位势(potential).
由此,得关于基的检验数为
;
小结:求关于基的检验数先求位势:
再求检验数:
图示:
例1设中,,,,试求的一个基本可行解和相应的检验数.
解:利用最小元素法求解:
的一个基本格子集为,相应的基本可行解为,其它.
求位势:
求检验数:
.▍
注:显然,将求位势和求检验数的计算可在同一张运输表上进行.
同单纯形法一样,在运输表中,当求得的一个初始基本可行解和相应的检验数后,若所有检验数均非负,则当前的基本可行解即为最优解;否则,应改进之(转轴),以使之更优.
定义 设,若可将中的诸格子排列为,其中互异,互异,则称是一个闭回路.
闭回路的特点:任意两个相邻的格子的行指标相同时,其列指标必不相同;列指标相同时,其行指标必不相同.即任意两个相邻格子的行(列)指标不能同时相同,也不能同时不同.
如对格子集,令.
易见,可将中的诸格子排列为,是一个闭回路.
显然,闭回路在格子表的同一行(列)上均恰有两个格子.
Lemma设是的一个基本格子集,,则中必存在唯一一个闭回路,且.
证明:从中递归地删去孤立格子,即得一个闭回路.▍
例1(续)求一个闭回路.
解:.
若取,则从中删去孤立格子,即得一个闭回路.
显然,.
若取,则从中递归地删去孤立格子,即得一个闭回路.
显然,.
其它情况略同.▍
Th1设的一个基本格子集为,相应的基本可行解为.
,中的闭回路为.按如下规则将划分为和:
;的处在同一行、列的两个格子应分属和.
令
,
,
则仍是的一个基本格子集,且是相应的基本可行解.▍
注:(1)Th1描述的是类似于单纯形法的转轴过程的运输问题的转轴过程:由非基变量变为基变量,由基变量变为非基变量.
(2)转轴后,新进入基本格子集的格子对应的基变量的值为.
例1(续)解:.
取,则中的一个闭回路为:
将划分为和:
.
修正:
▍
预备知识:
对标准形线性规划问题
其对偶问题为
的一个基,作关于基的单纯形表
则关于基的对偶解为,检验数为,其中,即.
又
,
将的约束条件中基变量对应的不等式改为等式,即令(为基变量),
即得关于基的对偶解.
由对偶理论知,对运输问题
引入对偶变量,得对偶问题为
的一个基本格子集,由§5.2知,从中去掉一个多余的行即得的一个基,且关于基的单纯形表为
则关于基的对偶解为,检验数为,其中,即.
由预备知识知,将的对偶问题的约束条件中的的不等式改为等式,即令,即得关于基的对偶解.
是自由变量,可令,解得关于基的对偶解,,即.
定义 称为关于基本格子集的位势(potential).
由此,得关于基的检验数为
;
小结:求关于基的检验数先求位势:
再求检验数:
图示:
例1设中,,,,试求的一个基本可行解和相应的检验数.
解:利用最小元素法求解:
的一个基本格子集为,相应的基本可行解为,其它.
求位势:
求检验数:
.▍
注:显然,将求位势和求检验数的计算可在同一张运输表上进行.
同单纯形法一样,在运输表中,当求得的一个初始基本可行解和相应的检验数后,若所有检验数均非负,则当前的基本可行解即为最优解;否则,应改进之(转轴),以使之更优.
定义 设,若可将中的诸格子排列为,其中互异,互异,则称是一个闭回路.
闭回路的特点:任意两个相邻的格子的行指标相同时,其列指标必不相同;列指标相同时,其行指标必不相同.即任意两个相邻格子的行(列)指标不能同时相同,也不能同时不同.
如对格子集,令.
易见,可将中的诸格子排列为,是一个闭回路.
显然,闭回路在格子表的同一行(列)上均恰有两个格子.
Lemma设是的一个基本格子集,,则中必存在唯一一个闭回路,且.
证明:从中递归地删去孤立格子,即得一个闭回路.▍
例1(续)求一个闭回路.
解:.
若取,则从中删去孤立格子,即得一个闭回路.
显然,.
若取,则从中递归地删去孤立格子,即得一个闭回路.
显然,.
其它情况略同.▍
Th1设的一个基本格子集为,相应的基本可行解为.
,中的闭回路为.按如下规则将划分为和:
;的处在同一行、列的两个格子应分属和.
令
,
,
则仍是的一个基本格子集,且是相应的基本可行解.▍
注:(1)Th1描述的是类似于单纯形法的转轴过程的运输问题的转轴过程:由非基变量变为基变量,由基变量变为非基变量.
(2)转轴后,新进入基本格子集的格子对应的基变量的值为.
例1(续)解:.
取,则中的一个闭回路为:
将划分为和:
.
修正:
▍