Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634840)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Элементы теории двойственности (110,00 руб.)

0   0
АвторыЧернышова Галина Дмитриевна, Булгакова Ирина Николаевна
ИздательствоИздательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета
Страниц37
ID225948
АннотацияУчебно-методическое пособие подготовлено на кафедре математических методов исследования операций факультета ПММ Воронежского государственного университета
Кому рекомендованоРекомендуется для студентов 2-го курса дневного и вечернего отделений и магистров факультета ПММ Воронежского государственного университета.
Элементы теории двойственности / Г. Д. Чернышова, И. Н. Булгакова .— Воронеж : Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2011 .— 37 с. — 36 с .— URL: https://rucont.ru/efd/225948 (дата обращения: 27.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВОЙСТВЕННОСТИ Учебно-методическое пособие для вузов Составители: <...> И.Н.Булгакова Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2011 Утверждено научно-методическим советом факультета ПММ 30 ноября 2011 года, протокол № 3 Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. <...> Т.К. Кацаран Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре математических методов исследования операций факультета ПММ Воронежского государственного университета. <...> Рассмотрим задачу линейного программирования следующего вида: cT x → max, (1) Ax ≤ b, <...> Задачу (1) – (3) можно эквивалентно переписать следующим образом: max min L ( x, y ) , x≥0 y ≥0 так как для любого фиксированного x ≥ 0 имеет место равенство <...> Таким образом, двойственную задачу можно записать в следующем виде: 3 bT y → min, (4) AT y ≥ c, y ≥ 0. <...> Аналогичные рассуждения проведем для задачи, записанной в канонической форме: сT x → max, Ax = b, x ≥ 0. <...> По определению двойственная задача к канонической записывается в виде min max ⎡⎣bT y + xT ( c − AT y ) ⎤⎦ = min bT y. <...> Рассмотрим далее задачу линейного программирования (1) – (2) 4 cT x → max, Ax ≤ b. <...> 5 Таким образом, под двойственной задачей (ДЗ) к исходной понимается задача линейного программирования, которая строится по следующим правилам, приведенным в таблице. <...> Когда целевая функция в исходной задаче минимизируется, таблица прочитывается справа налево. <...> Данная таблица позволяет формулировать несколько общих правил построения двойственных задач: • каждому i -му ограничению исходной задачи соответствует переменная yi в ДЗ, и, наоборот, каждому k -му ограничению ДЗ соответствует переменная xk исходной задачи; • матрицы ограничений в исходной и двойственной задачах взаимно транспонированы; • правые части ограничений исходной задачи становятся коэффициентами <...>
Элементы_теории_двойственности.pdf
Стр.1
Стр.3
Стр.6
Стр.7
Стр.8
Элементы_теории_двойственности.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВОЙСТВЕННОСТИ Учебно-методическое пособие для вузов Составители: Г.Д.Чернышова, И.Н.Булгакова Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2011
Стр.1
1. ДВОЙСТВЕННОСТЬ В ЛИНЕЙНОМ ПРОГРАММИРОВАНИИ 1.1. Правила построения двойственных задач 1. Рассмотрим задачу линейного программирования следующего вида: T → max, cx A ≤ ,xb x ≥ 0, где == = (b1,..., , ccc x x x ) b11 , TT T nn ( ,..., , ) ( ,..., Lx y c x y b Ax c x ,,0,≥ ≥ 0. =+ − = +∑ ()) TT T ) y b Ax x y ii −( i max m≥in , , x≥0 y 0 L xy) bn ) A= ( ), 1, , 1, . a ij i = n j = m Функция Лагранжа для задачи (1) – (3) записывается в виде () ( Задачу (1) – (3) можно эквивалентно переписать следующим образом: ( так как для любого фиксированного x ii ()i mi ()n cx y b Ax cx приbAx .)i ⎡⎤ ,+− ⎢⎥= ⎣⎦ y≥0  ∑  TT min max , , x≥0 L xy) (  ≥ 0 имеет место равенство i ≥  Двойственная задача по определению записывается в виде ( где (,,) x y0,≥ ≥ 0 . L x y b yx cA y )=+ −TT T ( Зафиксируем произвольное y ≥ 0. Тогда имеют место равенства ( = ⎪ виде: 3 ⎧+∞ ∃ −jc A y j > T ⎨ ∀− ≤ ⎩ ⎪b y TT T j j c Ay j () () max , max , если :0, , если :0или xx (00 ≥≥⎣ L x y) = +− =)⎤ j ⎡b yx cA y ⎦ TT T Ay c. ≥ Таким образом, двойственную задачу можно записать в следующем (1) (2) (3)
Стр.3
Таким образом, под двойственной задачей (ДЗ) к исходной понимается задача линейного программирования, которая строится по следующим правилам, приведенным в таблице. Исходная задача n ∑ → = j 1 ∑a x b≤ =1 c j x j n ij j ∑a x b≥ =1 n ij j ∑a x b= =1 n ij j x j ≥ 0 x j ≤ 0 x j – любого знака ∑a y c≥ =1 m ij i ∑a y c≤ =1 m ij i ∑a y = =1 m ij i Примечание. Когда целевая функция в исходной задаче минимизируется, таблица прочитывается справа налево. Данная таблица позволяет формулировать несколько общих правил построения двойственных задач: • каждому i -му ограничению исходной задачи соответствует переменная iy в ДЗ, и, наоборот, каждому k -му ограничению ДЗ соответствует переменная kx исходной задачи; • матрицы ограничений в исходной и двойственной задачах взаимно транспонированы; • правые части ограничений исходной задачи становятся коэффициентами целевой функции в ДЗ, а коэффициенты целевой функции исходной задачи – правыми частями ограничений в ДЗ; • если целевая функция в исходной задаче максимизировалась (минимизировалась), то в ДЗ целевая функция минимизируется (максимизируется). 6 i c j i j i j j i y i – любого знака j i yi ≤ 0 j max i Двойственная задача m ∑ → = bi yi i 1 yi ≥ 0 min
Стр.6
1.2. Свойства пары двойственных задач ходной задачи (1) – (3) и двойственной задачи (4) – (6): { Qy A y задачу (4) – (6) в виде −→ max, T by − ≤−T с x T A yc y ≥ 0, A xb , x ≥ 0, или , двойственная к которой по определению имеет вид −→ min, − ≥−T 2. Для любых ∈Ωx cx T → max, T A xb x 0.≥ ствительно, всегда справедливы соотношения TT T yQ 3. Если в одной из задач (исходной или двойственной) отсутствует c x xc x A y y Ax yb b y . ∀∈ =≤ = ≤ = T x∈Ω T T T решение из-за неограниченности целевой функции на допустимом множестве, то в двойственной к ней допустимое множество пусто. Например, если supc xT Ω = +∞, то ∅=Q . Доказательство. Предположим противное. Пусть ∅≠Q , тогда y Q∃ ∈ ной задачи, y  – решение двойственной задачи. x и ∃∈  Следовательно, x  – решение исходной задачи. Из свойства 2 следует, что ∀ ∈ Ωx yQ такие, что cx b y , то  TT  =  Используя свойство 2, запишем неравенство TT cx b y≤  , ∀ ∈ Ωx . , что противоречит неограниченности целевой функции xcT на множестве Ω. 4. Если ∃∈Ω x – решение исходможно записать TT T  . cx b y cx≤=  5. Возможна ситуация: ∅=Ω и ∅=Q . Рассмотрим пример. Исходная задача задана в виде 7 ≤ , и Qy∈ имеет место неравенство cx b y ДейTT ≤ . =≥ ≥ { :, }0 . T xA ≤ ≥ c y x b x 1. Задача, двойственная к двойственной, является исходной. Запишем Обозначим через Ω и Q соответственно допустимые множества исΩ= :, }0 ,
Стр.7
32 max, 4, 2. ⎧ += ⎨ += ⎩ xx xx xx 12 12 12 Допустимое множество ∅=Ω . Двойственная к исходной запишется следующим образом: + → 42 min, 3, 2. ⎧ += ⎨ += ⎩ Допустимое множество ∅=Q . 6. Пусть ∅≠Ω yy yy yy 12 12 12 и ∅=Q , тогда исходная задача не имеет решения изза неограниченности целевой функции на допустимом множестве. 7. Если ∅≠Ω и ∅≠Q , то обе задачи имеют решение. Первая теорема двойственности Если одна из задач (исходная или двойственная) имеет решение, то и вторая имеет решение, причем оптимальные значения целевых функций совпадают. Доказательство. Пусть задана задача в каноническом виде с x T → max, A = ,xb x ≥ 0, И пусть она имеет решение 0x , полученное, например, симплекс-методом. Двойственная задача записывается в виде by Ay c T T Точка 0x является базисной, x Обозначим через y = BcT 0 b тимая в двойственной задаче. 8 Δ = c B A c− ≥ − 1 j T b −1 j j → ≥ min, . 0 = ⎡xb ⎤ 0 ⎢ ⎣ ⎥ ⎦ , где x B b , ∀ =1, . j n b = −1 . Пусть B – оптимальный базис, тогда оптимальность означает выполнение условий 0 . Тогда A yT ≥0 c , то есть точка 0y – допус+ →
Стр.8

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
Антиплагиат система на базе ИИ