割平面法求解(割平面法求解整数规划maxz=x1+x2)
割平面法是一种常见的优化方法,它可以用来求解线性规划问题。这种方法的核心思想是通过引入新的约束条件,使得原问题的可行域不断缩小,最终得到最优解。下面我们就来详细介绍一下割平面法的求解过程。
首先,我们需要对原问题进行标准化处理,使其转化为标准的线性规划形式。即:
maximize cx
subject to Ax <= b
x >= 0
其中,c、b和A分别是已知的向量和矩阵,x是待求解的变量向量。这里假设x的维度为n,约束条件的数量为m。
接着,我们假设已经求得了原问题的一个可行解x0(也就是在可行域内的任意一个点),并将其代入原问题的目标函数中,得到如下形式:
maximize cTx
subject to Ax <= b
x >= 0
注意到这里的目标函数已经是固定的,我们只需要找到一个新的约束条件,使得在原可行解x0的基础上,新可行解的目标函数值更大。
假设我们现在要求解的是最小化问题,那么我们需要找到一个新的约束条件,使得在原可行解x0的基础上,新可行解的目标函数值更小。下文只考虑最大化问题。
具体地说,我们可以通过下面的步骤来找到新的约束条件:
1. 计算出原可行解x0在目标函数下的取值v0 = cTx0。
2. 选定一个目标函数中的系数,假设为c_i,对于所有不满足约束条件的x_j,我们都有c_ix_j <= v0。
3. 将上面得到的不等式作为一个新的约束条件,加入到原问题中。
注意到这样加入的约束条件是一条直线,这条线与原可行域的交点处即为新的可行解。不断重复上面的步骤,我们可以得到不同的直线,最终得到的交点即为最优解。
需要注意的是,为了避免产生无限多个约束条件,我们需要限制每个约束条件的斜率和截距。具体地说,我们可以限制斜率在一个区间内取值,并加入一条垂直于y轴的约束条件,使得截距也在一个区间内取值。
总之,割平面法是一种快速有效的求解线性规划问题的方法,它通过不断引入新的线性约束条件,将原可行域不断缩小,最终得到最优解。在实际应用中,我们可以通过各种算法和工具来实现割平面法的求解,例如线性规划库、MATLAB、Python等。