单纯形方法(单纯形表 单纯形表法详细步骤)

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一、单纯形法的计算步骤

1、单纯形法计算分为下面几个步骤:①初始基可行解的确定,②求出基可行解,③最优性检验,④换基变量⑤迭代运算。

2、这样直接看步骤写出来一定很难以理解,它的内在思路是这样的,首先我们可以确定一组基,然后通过这一组基求出基可行解。这是①②步的工作,当我们求出了基可行解之后,我们还需要判断它是不是最优解,这就是第③步的工作最优性检验。假设我们检验后知道,所求的解是最优解,那运气确实很好,倘若不是也没有关系,我们就进入第四步换基变量。这样就可以求出新的一组基可行解,再进行最优性检测,直到找到最优解为止,这叫做迭代运算。

二、单纯形表法详细步骤

将线性规划问题转化为标准形式,通过一系列的表格操作,找到最优解或者判定无最优解。

通常选取约束方程组系数矩阵中的单位矩阵,并将其转化为单纯形表的第一列。

在目标函数中,将非基变量的系数变为正数,并将其放入基变量中。

通过高斯行变换,使每个变量的系数都变为非负数。

如果所有检验数都是非正数,则线性规划问题已取得最优解;如果存在某个检验数是正数并且其系数都为非负数,则线性规划问题无最优解。

如果存在最优解,则输出最优解;否则,返回步骤2,继续选取新的初始可行基,重复以上步骤。

初始可行基的选取对算法的效率和结果具有重要影响。通常选取约束方程组系数矩阵中的单位矩阵作为初始可行基,但也可以根据问题的实际情况进行选取。

在非基化过程中,需要选择一个非基变量。通常选择检验数为正数且最大的非基变量作为入基变量,这有助于加快算法的收敛速度。

在单纯形表法的迭代过程中,有可能会出现循环的情况。为了避免循环,可以采用一些策略,例如引入人工变量或者采用Bland规则等。

在单纯形表法的计算过程中,可能会出现数值不稳定的情况,例如舍入误差等。为了保证算法的精度和稳定性,可以采用一些数值稳定的技术,例如高精度计算或者避免使用不精确的计算方法等。

三、单纯形法详细步骤

1、单纯形法的基本想法是从线性规划可行集的某一个顶点出发,沿着使目标函数值下降的方向寻求下一个顶点,面顶点个数是有限的,所以,只要这个线性规划有最优解,那么通过有限步选代后,必可求出最优解 。

2、为了用选代法求出线性规划的最优解,需要解决以下三个问题  :

3、(1)最优解判别准则,即迭代终止的判别标准  ;

4、(2)换基运算,即从一个基可行解迭代出另一个基可行解的方法 ;

5、(3)进基列的选择,即选择合适的列以进行换基运算,可以使目标函数值有较大下降

四、单纯形法计算线性规划的步骤

1、如果依靠软件,比如MATLAB,MATHEMATICA什么的(甚至EXCEL),都有现成的线性规划的解决方案,照你图里面的条件输入就可以了(不知道具体的软件无法回答)。

2、以下说明不用软件的手动计算单纯形法的标准方法。

3、首先添加松弛变量,因为有3个方程,故添加3个松弛变量S1,S2,S3。约束方程组变为:

4、2X1+X2+X3+S1=2(注意小于等于号变成了等于号,这就是添加松弛变量的作用)。

5、这是一个6个未知数(n),3个方程的方程组(m)。则选择n-m=3个变量作为“基变量”,让其余变量为0(非基变量)。使得方程组退化为:3个未知数,3个方程的方程组。然后根据对目标函数的影响迭代求解。

6、注意:单纯形法是一个迭代(或者说尝试的过程)。

7、先列出单纯形表(一个矩阵,里面的数据是目标函数和方程组的系数)。

8、当我们选择从原点开始(令X1,X2,X3为0,则得到一个基本解:S1=2,S2=3,S3=6,目标函数X0=0;),则单纯形矩阵如下:

9、呃,不知道怎么在百度里面输入矩阵这种东西。。。反正第一行就是目标函数的方程的系数:

10、其他行就是下面的方程组。矩阵的最右边一列是方程的右边项。

11、此时的矩阵是令X1,X2,X3为非基,S1,S2,S3为基的,代表“原点”(起始点)的矩阵,此时的目标:X0=0

12、然后选择目标函数中系数最大的变量为“进基”(就是选他进入基变量组,设为0),选择解和“进基”变量之比为最小非负数的变量为“离基”(就是让他离开基变量组,不设为0)。

13、在这里,选择X1作为进基(因为其在目标方程中的系数最小(负得最多,此题选X3也可),S1为离基(因S1行的解与X1系数之比为1,为最小非负数),然后进行矩阵运算(线性代数里面学的那些东西),使得矩阵的第一行中,代表X1,S2,S3的系数为0,S1不为0。

14、继续矩阵变换,选择进基和离基,直到目标函数的所有系数非负(停止条件),如果是最小化问题则是非正。

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标签: 单纯形 变量 最优

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