本文主要是介绍对于simplex算法的代码实现最优解存在性的证明,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!
对于任何线性规划系统,并不是都存在最优解,如果在约束条件中,每个常量都是大于等于0的,那么线性规划系统肯定是有最优解的,此时将每个变量选取为0就可以了。而只有当约束条件中的常量有小于0的情况的时候,才需要验证系统是否存在最优解,给出一个反例,进行最优解的存在性的证明:
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对于如上的例子,引入一个新的变量x0,同时将线性规划系统修改为如下:
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如果系统是存在最优解的,那么新系统也存在最优解,而且还是必须是x0=0的情况,首先将其转换成为标准型如下:
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由于第二个约束条件中能够让x0的值增加,因此选中它进行pivot变换,变换之后的整个系统的情况如下:
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这里就注意到此时的目标函数中已经没有变量对应的系数是大于0的了,因此这个时候的算法结束了,所有的非基本元取值为0,基本元取值约束中的常量,于是就有x0=4,这就与要求中的必须存在x0=0会相矛盾,于是也就证明了给定的线性规划系统是不存在最优解的。
使用python代码来实现如下:
def is_system_feasible(A, b, c):has_to_check = Falsefor k in range(len(b)): #先检验是否存在小于0的常数if b[k] < 0:has_to_check = Truebreakindex = 1N = []B = []v = 0for i in range(len(A[0])): #设置非基本远变量的下标N.append(index)index += 1for i in range(len(A)): #设置基本远的下标B.append(index)index += 1if has_to_check is False: #系统存在最优解,返回它的标准形式return TrueN_copy = N.copy()N_copy.insert(0, 0) #加入新变量x0的下标B_copy = B.copy()b_copy = b.copy()c_copy = [-1, 0, 0] #目标函数只有一个参数-x0A_copy = A.copy()for i in range(len(A)):A_copy[i].insert(0, -1) #每个约束条件都添加x0l = k(N_copy, B_copy, A_copy, b_copy, c_copy, v) = pivot(N_copy, B_copy, A_copy, b_copy, c_copy, v, l, 0) #转换目标函数使得它包含有系数为正的变量(N_copy, B_copy, A_copy, b_copy, c_copy, v) = simplex(N_copy, B_copy, A_copy, b_copy, c_copy, v)for i in range(len(B_copy)):if B_copy[i] == 0 and b[i] != 0:return Falsereturn True
这篇关于对于simplex算法的代码实现最优解存在性的证明的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!