35第六章单纯形法的灵敏度分析与对偶
第6章单纯形法的灵敏度分析与对偶
这个约束条件的对偶价格就和这个剩余变量的
z
有关了。这将使得最优目
j
标值特别“恶化”而不是改进,故这时约束条件的对偶价格应取 z j 值的相反
数- z j。
对于含有等于号的约束条件,其约束条件的对偶价格就和该约束方
程的人工变量有关了。其约束条件的对偶价格就等于此约束方程的人工变
量的 z j值。
管理运筹学
XB
bb12
5
5
,
X
B
5
5
b3 15
15
对于b1:比值的分母取B-1的第一列,这里只有β11=1,而β21=β31=0,则
1
max
b1
11
5 1
5
Δb1无上界,即Δb1≥-5,因而b1在[35,+∞) 内变化时对偶价格不变。
管理运筹学
18
§1 单纯形表的灵敏度分析
对于b2:比值的分母取B-1的第二列,β12<0,β22>0,则
§1 单纯形表的灵敏度分析
一、目标函数中变量Ck系数灵敏度分析
1.在最终的单纯形表里,X k是非基变量 由于约束方程系数增广矩阵在迭代中只是其本身的行的初等变换与Ck没有任何关系, 所以当Ck变成Ck+ Ck时,在最终单纯形表中其系数的增广矩阵不变,又因为Xk是非 基变量,所以基变量的目标函数的系数不变,即CB不变,可知Zk也不变,只是Ck变
xBi di1
|
d 'i1
0
50
而Min
xBi di1
|
d 'i1
0
25,故有当 50
b1
25,即250
b
b
325第一个
约束条件的对偶价格不变。
第六章单纯形法的灵敏度分析
x1 50
x1 50 1
x4 C0B* 0
2 x2 100 0
zj
50
j=cj-zj 0
x2 x3 x4 x5 100 0 0 0
比值
b
bi/ai2
0 1 0 -1 50
B 0 -2 1 1 50
1 0 0 1 250
100 50 0 50 27500
0 -50 0 -50
对偶价格在单纯形表中的表示
相应增加一个技术列向量p6=
(2,0.5,1.5)T
2 0.5
0.5 -2
则最优矩阵中p6’ =B× 1.5 = 1.5
zj j=cj-zj
50 100 50 0 50 27500 0 0 -50 0 -50
一、问题的提出
事实上,系数的改变并未改变LP问题的解。
思考: 1、如果C2变为45,最优解会变吗?为保证最
优解不变, C2的取值范围? 2、参数变化时,可否利用原问题的最优表求
解,而不必从头进行单纯形迭代,以简化计 算?
b
比值 bi/ai2
1 1 1 0 0 300 300/1
2 1 0 1 0 400 400/1
0 ① 0 0 1 250 20 0
① 0 1 0 -1 50 50/1
2 0 0 1 -1 150 150/2
0 1 0 0 1 250 _
0 100 0 0 -100 25000
中x2的目标函数系数由100变为75,求新问题 的解。
一、问题的提出
解:经过单纯形迭代得到最优表
迭代 基变 次数 量XB CB
x1 50
x2 75
x3 x4 x5 0 00
比值
第六章单纯形法灵敏度分析与对偶
X4 X5 X6 19 0 0 1 2/3 -10/3 0 -1/6 4/3 0 -13/3 -10/3
bθ
2 1 Z = 88
∴ 最优生产计划是:生产1个单位产品C,生产2个单位产 品D,不生产A、B产品。可得最大总利润 88 个单位。
可能改变 C – CBB-1A ≤ 0 变
求出使该表达式仍然成立的 C 的变化范围
若 C 的变化超出该范围,则原最优解将改变
例1:某工厂用甲、乙两种原料生产A、B、C、 D
四种产品,要求确定总利润最大的最优生产 计划。该问题的线性规划模型如下:
Max Z = 9 x1 +8x2 + 50x3 + 19x4
则:在原最终单纯形表上,新变量对应的系数列为Pj '= B-1Pj,
检验数为 σj= Cj – CBB-1 Pj
若 σj= Cj – CBB-1 Pj ≤ 0,则原最优解不变;
若 σj= Cj – CBB-1 Pj ≥ 0,则继续迭代以求出新的最优解。
例3: 沿用例1 ►
如果该工厂考虑引进新产品E ,已知生产 E 产品1 个单位要消耗甲材料3个单位和乙材料1个单位。
要求:⑶产品E 的利润达到多少时才值得投产?
解: 设生产 E 产品X7个单位,单位产品的利润为C7,
则模型变为:
Max Z = 9 x1 +8x2 + 50x3 + 19x4 + 0x5 + 0x6+ C7x7 3x1+ 2 x2 + 10 x3 + 4 x4 + x5 + 3 x7 = 18(甲材料) 2x3+ 1/2x4 + x6 + x7 = 3 (乙材料)
韩伯棠管理运筹学(第三版)_第六章_单纯形法的灵敏度分析与对偶
x1 x2 s1 s2 s3 比值 基 ck 是系数 变 cB b bi/ai2 50 100 0 0 0 量 s1 0 1 1 c1 灵敏度分析 0 0 300 一、目标函数中变量系数 k s2 0 2 1 0 1 0 400 1.在最终的单纯形表里, xk 是非基变量。 0 s3 0 0 1 0 0 1 250
j , a2 j ,...,akj ,...,amj )T 变成了: z j (cB1 , cB 2 ,...,cK ,...,cBm )(a1 j , a2 j ,...,akj ,...,amj )T z j (cB1 , cB 2 ,...,(cK ck ),...,cBm )(a1 j c B 2 a2 j ... (cK ck )akj ... cBm amj cB1a1 j c B 2 a2 j ... cK akj ... cBm amj ck akj cB1a1 . z j ck akj (c j z j ) - ck akj 这样检验数 j c j z j c j z j - ck akj j - ck akj
首先知道在最优解中s2=50是基变量,也就是说, 原料A有50千克没用完,再增加原料 A是不会带来任何利 x x s s s3 迭代 基 1 2 1 2 润的,故原料 A 的对偶价格为零。在最终单纯形表上当 次数 变 cB b 50 100 0 0 0 松弛变量为基变量时,都有其检验数 σj 为零,又知道对 量 任何的松弛变量,它在目标函数中的系数 都为零,那 x1 50 1 0 1 0 -1 cj 50 么为基变量的松弛变量的 s2 0 0 0 zj也必然为零,因为 -2 1 1 50zj=cj-σ j=00=0 2 ,这正确地反映了对于任何为基变量的松弛变量所 x2 100 0 1 0 0 1 250 对应的约束条件的对偶价格为零。
《管理运筹学》第四版 第6章 单纯形法的灵敏度分析与对偶 课后习题解析
《管理运筹学》第四版课后习题解析第6章单纯形法的灵敏度分析与对偶1.解: (1)c 1≤24 (2)c 2≥6 (3)c s 2≤82.解:(1)c 1≥−0.5 (2)−2≤c 3≤0 (3)c s 2≤0.53.解:(1)b 1≥250 (2)0≤b 2≤50 (3)0≤b 3≤1504.解: (1)b 1≥−4 (2)0≤b 2≤10 (3)b 3≥45. 解:最优基矩阵和其逆矩阵分别为:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1401B ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-14011B ; 最优解变为130321===x x x ,,最小值变为-78; 最优解没有变化; 最优解变为2140321===x x x ,,,最小值变为-96;6.解:(1)利润变动范围c 1≤3,故当c 1=2时最优解不变。
(2)根据材料的对偶价格为1判断,此做法有利。
(3)0≤b 2≤45。
(4)最优解不变,故不需要修改生产计划。
(5)此时生产计划不需要修改,因为新的产品计算的检验数为−3小于零,对原生产计划没有影响。
7. 解:(1)设321,,x x x 为三种食品的实际产量,则该问题的线性规划模型为,, 4005132 4505510 35010168 325.2max 321321321321321≥≤++≤++≤++++=x x x x x x x x x x x x x x x z 约束条件:解得三种食品产量分别为0,75.43321===x x x ,这时厂家获利最大为109.375万元。
(2)如表中所示,工序1对于的对偶价格为0.313万元,由题意每增加10工时可以多获利3.13万元,但是消耗成本为10万元,所以厂家这样做不合算。
(3)B 食品的加工工序改良之后,仍不投产B ,最大利润不变;若是考虑生产甲产品,则厂家最大获利变为169.7519万元,其中667.31110,167.144321====x x x x ,,;(4)若是考虑生产乙产品,则厂家最大获利变为163.1万元,其中382.70,114321====x x x x ,,;所以建议生产乙产品。
灵敏度分析与对偶理论
原问题:求目标函数 值最大值问题
对偶问题:求目标函数 值最小值问题
互为对偶问题
m ax z C X
m in f b Y
min f 3 x 1 9 x 2 4 x 3 x 1 2 x 2 3 x 3 180 2 x 1 3 x 2 x 3 60 5 x 1 3 x 2 240 x 1 , x 2 0 , x 3 无约束变量
max z 180 y 1 60 y 2 240 y 3
'
xB
'
0
x Bi ' x Bi ' m a x ' d ik 0 b k m in ' d ik 0 d ik d ik
例:
X5
X1
X2
X3
X4
CB 50 0
XB X1 X4
b 50 50
50 1 0
资源限制
问题2(对偶问题) 现在假设工厂准备把设 备A,B,C用于出租,确定 合理的租金?
300 400 250
设y1, y2, y3 分别为三种 设备的租金。
max z 50 x 1 100 x 2 x 1 x 2 300 2 x 1 x 2 400 x 2 250 x1 , x 2 0
j
cj CBB
1
Pj c j C B Pj
'
c j ( C B 1 ,..., C BK C K ,..., C Bm ) P j
管理运筹学单纯形法的灵敏度分析与对偶对偶问题课件
参数灵敏度分析的方法包括局部灵敏度分析和全局灵敏度 分析。局部灵敏度分析关注单个参数的小幅度变化对最优 解的影响,而全局灵敏度分析则考虑多个参数同时变化对 最优解的影响。
结合的必要性
解决复杂优化问题
单纯形法在处理线性规划问题时具有高效性,而灵敏度分析和对偶问题则提供了分析和解决非线性规划问题的 工具。将两者结合,可以更好地解决复杂的优化问题。
提高决策准确性
通过灵敏度分析,可以对决策变量的微小变化对最优解的影响进行量化分析,从而更准确地预测和应对各种情 况。对偶问题则提供了从另一个角度审视问题的机会,有助于发现潜在的优化空间。
灵敏度分析与对偶对偶问题的概述
灵敏度分析是线性规划中研究最优解的敏感性的分析方法。它主要关注当模型参数发生变化时,最优 解和最优值的变化情况。通过灵敏度分析,可以了解模型参数对最优解的影响程度,从而更好地理解 和预测实际问题的变化趋势。
对偶对偶问题是线性规划中的一类重要问题。它主要研究原问题和对偶问题的关系,以及如何利用对 偶理论求解原问题。对偶对偶问题在理论研究和实际应用中都具有重要的意义,如资源分配、投资组 合优化等问题。
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通过建立线性规划模型,将物流配送 路径问题转化为求取最小成本的问题 。约束条件包括车辆路径限制、运输 成本限制等,目标函数为最小化总成 本。
灵敏度分析与对偶对 偶问题应用
在物流配送路径调整过程中,需要考 虑客户需求变化、运输成本变化等因 素对最优解的影响。通过灵敏度分析 ,可以确定最优解对不同因素变化的 敏感性,从而制定出更加合理的配送 路径。同时,通过对偶对偶问题的研 究,可以更好地理解配送路径的性质 和结构,进一步优化配送路径。
单纯形法灵敏度分析线性规划对偶理论
1 23 4 5
图解法的灵敏度分析
灵敏度分析: 建立数学模型和求得最优解后,研究线性规 划的一个或多个参数(系数)ci , aij , bj 变化 时,对最优解产生的影响。
• 参数多为估计值或预测值,常常不精确 • 参数常常随着其他条件变化而变化
图解法的灵敏度分析
线性规划的对偶问题
• 假设另外一工厂要租用该厂的设备A、B、C,那么 该厂的厂长应该如何来确定合理的租金呢?
• 从出租人的角度:
– 生产1个单位Ⅰ产品所需的各设备的台时的总租金不应少 于自己生产1个单位Ⅰ产品的利润50元。
– 生产1个单位Ⅱ产品所需的各设备的台时的总租金不应少 于自己生产1个单位Ⅱ产品的利润100元。
• 另外, y1 , y2 , y3 ≥ 0
线性规划的对偶问题
max z = 50 x1 + 100 x2 s.t. x1 + x2 ≤ 300 2 x1 + x2 ≤ 400 x2 ≤ 250 x1 , x2 ≥ 0
原问题
min f = 300 y1 + 400 y2 + 250 y3
图解法的灵敏度分析
• 在一定范围内,当约束条件右边常数增加1 个单位时
– 若约束条件的对偶价格大于0,则其最优目标函 数值得到改善(变好);
– 若约束条件的对偶价格小于0,则其最优目标函 数值受到影响(变坏);
– 若约束条件的对偶价格等于0,则最优目标函数 值不变。
线性规划的矩阵描述
max z = c1x1 + c2x2 + … + cnxn s.t. a11 x1 + a12 x2 + … + a1n xn = b1
对偶单纯形法灵敏度分析
汇报人:XX
单击输入目录标题 对偶单纯形法概述 对偶单纯形法灵敏度分析的步骤 对偶单纯形法灵敏度分析的优点和局限性 对偶单纯形法灵敏度分析的改进方向 对偶单纯形法灵敏度分析的实际应用案例
添加章节标题
对偶单纯形法概述
对偶单纯形法的定义
对偶单纯形法是一种线性规划 算法
它基于对偶理论,通过迭代寻 找最优解
结论:对偶单纯形法灵敏度分析在资源分配问题中具有广泛的应用前景,能够为企业带来巨大 的经济效益。
THANK YOU
汇报人:XX
各变量对目标函数的影响程度。
求解最优解
确定初始对偶解
确定迭代步长
计算对偶方向 更新最优解
计算灵敏度
计算对偶问题的 最优解
确定最优解对应 的基变量和自由 变量
计算基变量的灵 敏度
计算自由变量的 灵敏度
对偶单纯形法灵敏度分析的优 点和局限性
优点
计算简单:对偶单 纯形法在计算上相 对简单,易于理解 和实现。
对偶单纯形法适用于求解标准 型线性规划问题
它具有简单、高效、可靠等优 点
对偶单纯形法的原理
对偶性:将原问题转化为对偶问题,通过对偶问题的最优解得到原问题 的近似最优解 单纯形法:利用线性规划的迭代方法,通过不断迭代寻找最优解
灵敏度分析:分析决策变量变化对最优解的影响,为决策提供参考
对偶单纯形法的应用场景
分析灵敏度结果:根据灵敏度系数的大 小和符号,分析各变量对目标函数的灵
敏度,为决策提供依据。
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确定约束条件和目标函数:在分析过程 中,首先需要确定问题的约束条件和目 标函数,这是对偶单纯形法灵敏度分析
6第六章 单纯形法的灵敏度分析与对偶
以第二章例1在最终单纯形表上对进行b1灵敏度分析:
x1 x2 s1 s2 s3
50
1 0 0 50 0
100
0 0 1 100 0
0
1 -2 0 50 -50
0
0 1 0 0 0
0
-1 1 1 50 -50
b
50 50 250 27500
比值
bi/aij
x2 zj
σj=cj-zj
在第一个约束方程中含有松弛变量s1,其对应的列为(1,-2,0)T,
管理运筹学
第六章 单纯形法的灵敏度分析与对偶
本章内容
1
2
线性规划的对偶问题 对偶规划的基本性质
3
4
对偶单纯形法种特殊情况
本章内容
1
2
线性规划的对偶问题 对偶规划的基本性质
3
4
对偶单纯形法种特殊情况
§1
单纯形表的灵敏度分析
c c 一、目标函数中变量系数 ck 灵敏度分析 c k k k
1、在最终的单纯形表里,xk是非基变量
使得对应约束条件 的对偶价格不变
0
xBi xBi max dik 0 bk min dik 0 dik dik
§1
迭代 次数 基变 量
x1 s2
2
单纯形表的灵敏度分析
cB
50 0 100
b1 0 b 2 0 b b b b b k bk 0 b m 0
bk bk bk
原始的最终单纯形表中基变量xB变为x'B:
管理运筹学--单纯形法的灵敏度分析与对偶对偶问题讲课讲稿
3. 初始单纯表中的约束系数矩阵为:
[A,I]=[B,N,I] 迭代后的单纯形表中约束系数矩阵为:
[B-1A, B-1I]=[B-1B, B-1N, B-1I]=[I , B-1N, B-1] 4. 若初始矩阵中变量xj的系数向量为Pj,迭代
x4
x5 值
0 x3
8
1
0
1
0
0
0 x4 12 0 2 0 1 0
0 x5 36 3 4 0 0 1
检验数j
3 50 0 0
• 最优基和最优基的逆
Cj
3 5 0 0 0比
CB XB
b
x1
x2 x3
x4
x5 值
0 x3 4 0 0 1 2/3 -1/3
5 x2 6 0 1 0 1/2 0
3 x1 4 1 0 0 -2/3 1/3
0
0
1
表
j
0
0 -50
0
-50
初始单纯形表为:
Cj
CB
CN
0
XB
XN
XS
0
X S
b
B
N
I
检验数j
CB
CN
0
当迭代若干步,基变量为X B时,新的单纯形表:
Cj
CB
CN
0
XB
XN
XS
CB
b X B
B-1
I
检验数j
0
B-1N CN- CB B-1N
B-1 - CB B-1
小结
1. 对应初始单纯表中的单位矩阵I,迭代后的 单纯形表中为B-1