理解多面集表示定理的等号

2023-10-28 14:00
文章标签 理解 定理 表示 多面

本文主要是介绍理解多面集表示定理的等号,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

设 S = {x|Ax = b, x ≥ 0 为非空多面集
这是我的老师在多面集表示定理中设立的定义。
在此前的课程中,对多面集(体)的定义是 有限个半空间的交:
{x|Ax ≤ b}
所以不理解在多面集表示定理中,怎么就用等号了呢?等号表示的还能是多面体吗?
今天尝试用线性方程组的解空间来理解。
假设如下线性方程组
\left\{\begin{matrix} x_{1}+x_{2}+x_{3}+x_{4}=4\\ x_{1}-x_{2}-x_{3}+x_{4}=2 \end{matrix}\right.
那么通解可以表达为
k\begin{pmatrix} x_{1}\\ x_{2}\\ 1-x_{2}\\ 3-x_{1} \end{pmatrix}
显然x1和x2组成的二维平面上的任意一个点都能构造出线性方程组的解,可以理解为解空间是一个平面。对于如上方程组的任意一个方程来说,解空间则可以理解为三维立体空间。
那么对应在最开始的定义中,令
A=\begin{pmatrix} 1 & 1 &1 &1 \\ 1 &-1 & -1 &1 \end{pmatrix} b=\begin{pmatrix} 4\\ 2 \end{pmatrix}
S = {x|Ax = b, x ≥ 0} 表达的范围可以理解为半个平面,在列不满秩的情况下,S的范围都有无穷大,所以令它为多面集就可以理解了。
事实上,等号可以看作是大于等于和小于等于同时成立,显然是符合多面集定义的。

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