第6 单纯形法的灵敏度分析与对偶


迭代 基变量 CB X1
次数
50
X1
50 1
S2
00
X2
S1
100 0
01
0 -2
10
100 50
Cj-Zj
0
0 -50
S2
S3
00
0 -1
11
01
0 50
0 -50
b
50 50 250 27500
管理运筹学
5
§1 单纯形表的灵敏度分析
我们先对非基变量S1的目标函数的系数C3进行灵敏度分析。 这里δ3=-50,所以当c3的增量Δc3≤50,最优解不变。 再对基变量x1的目标函数的系数c1进行灵敏度分析。 在a11’,a12’,a13’,a14’,a15’中,除a11’外,系数 a13’大于
= Zj + Ck a’Kj
管理运筹学
3
§1 单纯形表的灵敏度分析
根据上式可知
检验数 j(j=1,2,…..,m)变成了 ’j,有 ’ j=Cj-Z’j= j - CK a’Kj 。要使最优解不变,只要当j
k时, ’j <=0
δ j ΔCka'kj 0, ΔCka'kj δ j
当a'kj 0时, ΔCk
0
-50
S2
S3
0
0
0
-1
1
1
0
1
0
50
0 -50
b
50 50 250 27500
从上表我们可以发现各个松弛变量的Zj值,正好等于相应约束条 件的对偶价格。在最优解中S2 =50是基变量,即为,原料A有50千克没 用完,再增加A原料是不会增加利润的, A的对偶价格为0。对于任何 为基变量的松弛变量所对应的约束条件的对偶价格为0。
那么如果c1’取值超出这个范围,必然存在一个检验数 大于0,我们可以通过迭代来得到新的最优解。
管理运筹学
7
§1 单纯形表的灵敏度分析
二、约束方程中常数项的灵敏度分析
迭代 基变 次数 量
2
X1
S2
X2
Zj
Cj -Zj
CB X1 50
50 1 00 100 0
50
0
X2
S1
100
0
0
1
0
-2
1
0
100 50
,满足ΔCk
δj a'kj
,所有小于0的a'kj
满足ΔCk
δj a'kj
,所以可知ΔCk的变化范围为
Max
δj a'kj
a'kj
0
ΔCk
Min
δj a'kj
a'kj
0
管理运筹学
4
§1 单纯形表的灵敏度分析
例:
目标函数:Max z=50X1+100X2 约束条件:X1+X2≤300
2X1+X2≤400 X2≤250 X1,X2≥0 最优单纯形表如下
0,
a15’小于0,可知
3 a13
50 1
50
,有
max
j a'1 j
a
' 1
j
0 50
。同样有
min
j a'1
j
a
' 1
j
0
50
。这样可以知道当-50≤Δc1≤50时,也就是x1的
目标函数c1’在0≤c1’≤100时最优解不变。
在最终的单纯形表中,用C’1代替原来的C1=50,计算得表
cj
b
xB cB x1
x2
x3
x4
x5
x1
1
30
x5
-1
10
zj
cj-zj
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2
§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
Ck Ck+ Ck , CB不变,Zk也不变,这时 K’= Ck+ Ck- Zk= K+ Ck。要使原来的最优解仍为最 优解,
管理运筹学
6
§1 单纯形表的灵敏度分析
迭代 基变量 CB
X1
X2
S1
S2
S3
次数
b
50 100
0
0
0
X1
C’1 1
0
1
0
-1
50
S2
0
0
0
-2
1
1
50
2
X2
100 0
1
0
0
1
250
Zj
C’1 100
C’1
0
-C’1+100
Cj -Zj
0
0
- C’1
0
C’1-100
从δ3≤0,得到-c1’≤0,即c1’≥0,并且从δ5≤0,得 到c1’≤100。
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
单纯形法的矩阵描述
max Z = CX
max Z = CBXB + CNXN
s.t. AX = b
s.t. B·XB+N·XN=b
X≥0
XB,XN ≥0
则XB=B-1(b-NXN)=B-1b-B-1NXN
代入 Z = CBXB+CNXN
= CB(B-1b-B-1NXN)+CNXN
= CBB-1b+(CN-CBB-1N) XN
管理运筹学
8
§1 单纯形表的灵敏度分析
可以看出,上题中对于设备台时数约束来说,当其松弛变量在目标函数
中从0变到Z3=50时,也就是只要当前余下一台时数设备从不能获利变成获利 50元时,譬如有人愿意出50元买一个设备时,我们就不必为生产Ι、П产品
而使用完所有的设备台时了,这说明了设备台时数的对偶价格就是Z3=50元。 对于含有大于等于号的约束条件,添加剩余变量化为标准型。这时
δj a'kj
,这里 δj a'kj
0;
当a'kj 0时, ΔCk
δj a'kj
,这里 δj a'kj
0;
当j
k时,δ'k
Ck
ΔCk
Zk
'
Ck
ΔCk
Zk
ΔCk
a'kk
,因为X
是基
K
变量,
知δk 0,a'kk 1,可知δ'k 0。
要使得最优解不变,对于除了a'kk
以外的所有大于0的a'kj
只要 K+ Ck≤0即可,也就是Ck的增量 Ck≤ - K
2.在最终的单纯形表中, X k是基变量
当Ck变成Ck+ Ck时,最终单纯形表中约束方程的增广矩阵不变,但是基
变量的目标函数的系数CB变了,则Zj(j=1,2,…..,n)一般也变了,不妨设 CB=(CB1, CB2…, Ck,…, CBm),
令XN=0,则 XB= B-1b Z = CBB-1b
若B-1b ≥0,则 X=(B-1b,0)是一个基本可行解。
管理运筹学
1
单纯形法的矩阵描述
EX:已知线形规划问题:
Max Z = 5x1+2x2+3x3
s.t. x1+5x2+2x3 ≤b1
x1-5x2-6x3 ≤b2
x1,x2,x3 ≥0 对于给定的非负常数b1 ,b2,其最优单纯形表如下, 请完成该表,并求出b1 ,b2。
当CB变成=(CB1, CB2。。。,Ck+ Ck,…,CBm),则:
Zj=(CB1, CB2。。。, Ck,…, CBm)(a’1j , a’2j ,…, a’Kj ,…, a’mj)T Z’j=(CB1, CB2。。。, Ck+Ck,…,CBm)(a’1j , a’2j ,…, a’Kj ,…, a’mj)T
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第6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。

运筹学-单纯形法灵敏度对偶

运筹学-单纯形法灵敏度对偶

若新增约束如下:
max z 50x1 100x2 x1 x2 300 2x1 x2 400 x2 250 10x1 30x2 5000(电力约束) x1, x2 , 0
x1 x2 s1
把最优解x1=50,x2 =250代入电力约束 1050+30 250=80005000 新约束不满足,最优解变化
例题:已知某线性规划初始可行基是(S1 S2 S3 a1), 最终单纯形表如下,求对偶价格不变时的△bi变化范围
x1 x2 s1
50 100 0
X1 50
1
0
0
S3 0
0
0
0
X2 100 0
1
0
s1 0
0
0
1
Zj
50 100 0
δj
0
0
0
(1) △b1的变化范围: ?
(2) △b2的变化范围:?
(3) △b3的变化范围: ? (4) △b4的变化范围:?
1 0 1 2 0.5
B1 p6'
2
1
1
0.5
2
0 0 1 1.5 1.5
Z6' 50 0.5 0 (2) 100 1.5 175
' 6
C6
Z6'
150 175
25
δ6´<0,最优解不变,即仍生产Ⅰ50件,Ⅱ100件。
2、变量xk系数列由pk变为pk´,在最终单纯形表 上xk是基变量
x1 x2 s1
50 100 0
X1 50 1
0
0
S3 0
0
0
0
X2 100 0
1
0
s1 0
0

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

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

迭代 基
次数 变 量
CB
x1 x2 。 s1 50 100 0
s2
s3
0 0b
x1 50 1 0 1
0 -1 50
S2 0 0 0 -2
1 1 50
2
x2 100 0 1 0
0 1 250
zj
50 100 50 0 50
σj=cj-zj
0 0 -50
0 -50 2750 0

从上表可以发现设备台时数的约束方程中的松弛变量S1
j ck akj 0, ck akj j ,
当a kj
0, ck
j
akj
,这里 j
akj
0;
当a kj
0, ck
j
akj
,这里 j
akj
0;
而当j k时, k ck ck zk ck ck zk ckaKK ,
因为xk是基变量,知 k 0, akk 1,故知 k 0.
x1 x2 s1 50 100 0 1 01 0 0 -2 0 10
s2
s3
00
b
0 -1 50
1 1 50
0 1 250
zj σj=cj-zj
50 100 50 0 0 -50
0 50 0 -50
Z= 27500
先对非基变量s1的目标函数的系数C3进行灵敏度 分析。这里σ3=-50,所以当C3 的增量ΔC3≤-(-50)即 ΔC3≤50时,最优解不变,也就是说S1的目标函数的系 数C′3=C3+△C3≤0+50=50时,最优解不变。
规划问题的对偶价格就不变。而要使所有的基变量仍然
是基变量只要当bj 变化成b′j =bj+△bj时,原来的基不变所 得到的基本解仍然是可行解,也就是所求得的基变量的

第六章单纯形法灵敏度分析与对偶

第六章单纯形法灵敏度分析与对偶
X4 19 2 4/3 0 X3 50 -1/2 -1/3 1 σj= cj - zj -4 -2/3 0
X4 X5 X6 19 0 0 1 2/3 -10/3 0 -1/6 4/3 0 -13/3 -10/3

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)

管理运筹学ppt6第六章 单纯形法的灵敏度分析与对偶ok

管理运筹学ppt6第六章 单纯形法的灵敏度分析与对偶ok

§ 1 单纯形表的灵敏度分析
解:首先求出x3在最终表上的系数列B−1P'6,zj,σj
迭代 基变
x1
x2
s1
s2
s3
x3
次数 量
cB
50 100
0
0
0
160
x1
50
1
0
1
0
-1
10.5
s2
0
0
0
-2
1
1
20
2
x2
100
0
1
0
0
1
1
zj
50
100
50
0
50 125
σj=cj-zj
0
0
-50
0
-50 35
➢ 基变量系数cB变化 ➢ 对所有的zj都变化,包括zk
z j cB p j
假设cB=(cB1, cB2,…, ck ,…,cBm)
(cB1, cB2,…, ck+ck ,…,cBm)
§ 1 单纯形表的灵敏度分析
原最优单纯形表可表示如下。
迭代 基变

xk

xj

次数 量
cB

ck

cj

xB1
若要最优解不变
j = j ck akj
当j≠k时, j
0
akj 0
ck
j
akj
akj 0
ck
j
akj
当j=k时, k ck ck zk
xk为基变量 k 0, akk 1
k = 0
=ck ck zk ck akk
max{
j

运筹学02对偶理论(2)对偶单纯形法,灵敏度与参数分析

运筹学02对偶理论(2)对偶单纯形法,灵敏度与参数分析
从满足条件(2)的基出发去找原问题的最优解→ 对偶单纯形法思想: 从满足条件(2) 的基(一般称为正则基)B出发,经 过换基运算到另一个正则基,即一直保证条件 (2)成立, 直到找到一个满足条件(1)的正则基。
3.3 对偶单纯形法 Dual Simplex Method
Chapter3 对偶理论 Dual Theory
注:当模型的数据发生变化后,不必对线性规划问题
重新求解,而用灵敏度分析方法直接在原线性规划取
得的最优结果的基础上进行分析或求解 . 线性规划的参数分析(Parametric Analysis)是研究和分
析目标函数或约束中含有的参数μ在不同的波动范围内 最优解和最优值的变化情况.这种含有参数的线性规划
3.3 对偶单纯形法 Dual Simplex Method
Chapter3 对偶理论 Dual Theory
X XB σ
b
B-1A B-1b C-CBB-1A -CBB-1b 若上表为最优单纯形表,则下列两个式子同时成立:
(1) B1b 0 (可行性条件,又叫对偶最优性条件)
(2) C CB B 1 A 0 (最优性条件,又叫对偶可行性条件)
4.最优解、无可行解的判断。
作业:教材P81 1.12 (2)
下一节:灵敏度分析与参数分析
3.4 灵敏度与参数分析
Sensitivity and Parametric Analysis
3.4 灵敏度与参数分析 Sensitivity and Parametric Analysis
Chapter3 对偶理论 Dual Theory
3.3 对偶单纯形法 Dual Simplex Method
max z 7 x1 3x 2

《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。

运筹学单纯形法的灵敏度分析

的产量就大于零,即需考虑生产丙产品了。
• 所以,丙产品单位利润的变动范围是c3<4;
• 讨论: • 假设此时c3增加到6元,产量应为多少?
C3已超出变动范围
• 代入单纯形表 最后一段 继续计算。

Cj ↓
→ 基
0 b
23 x1 x2
6 x3
0 0 Qi x4 x5
2
x1
1
1
0 (-1) 4 -1
0
0
-1 4 -1
1
2 -1 1
0
-3 -5 -1
Bi变化影响哪些因素?
• 当bi变化时,从单纯形法计算过程可知,它不影响检验数, 只影响b列本身,也就是说,它不影响基变量但会改变最优 解的具体数值,如上例中,假设b1发生变化,劳动力使用从 一个劳动力增加到2个劳动力,即b1=2,则
• ∵b变化不影响检验数 • ∴单纯形表最后一段基变量结构不变,仍是x1,x2,改变的
x5
Qi
0
x4
1
1
0
x5
3
Cj-Zj →
1/3
1/3 1/3 1
1/3 (4/3) 7/3 0
2
3
10
0
3
1 9/4 →
0
0
x4 1/4 (1/4)
0
-1/4 1 -1/4 1

2
3
x2 9/4 1/4
1 7/4 0 3/4 9
Cj-Zj →
5/4
0 -17/4 0 -9/4
2
x1
1
1
3
3
x2
2
0
Cj-Zj → -8
5b1 3
分析

单纯形法的灵敏度分析与对偶


目标函数: max z=50x1+100x2
x1+ x2≤300 s.t. 2x1+x2≤400
x2≤250 x1 ≥0, x2≥0
max z=50x1+100x2
x1+ x2+s1=300
s.t.
2x1+x2+s2=400
x2+s3 =250
x1 ≥0, x2≥0, si≥0
一、线性规划问题解的基本概念
△C3 ≤-(-50)=50;
c’=c+△C<=0+50=50
最优解不变。
(2)再分析基变量的系数分析:
ck k
max J ak jjak j0 ckm J i ak n jjak j0
例如对基变量X1的系数C1进行灵敏度分析:
从表中获得了:
a11=1, a12=0, a13=1, a14=0, a15=-1

OBJ COEFFICIENT RANGES
❖ VARIABLE CURRENT ALLOWABLE ALLOWABLE

COEF INCREASE DECREASE

X1
50.000000 50.000000 50.000000

X2
100.000000 INFINITY 50.000000

RIGHTHAND SIDE RANGES
4. 对偶问题的约束条件系数矩阵A是原问题的AT
maxz c1x1 c2x2 cnxn
a11x1 a12x2 a1nxn b1
s.t.
a21x1 a22x2 a2nxn b2
am1x1 y2 bm ym

对偶单纯形法+灵敏度分析讲解

答:不能。因为此时右边常数项为负数,解不可 行。为了保证初始解可行
北京联合大学 耿钰
第四节 对偶单纯形法
例 用对偶单纯形法求解
maxZ x1 4x2 3x4
x1 2x2 x3 x4 3
x
2x j
10 jx2
1,24,x33,4 x4

2
能否用对偶单纯形法呢?
原问题表中的检验数满足最优性条件
CN-CB B-1 N≤0
ATY ≥ CT;
min w Y T b bTY
-CB B-1 ≤0;
Y≥0
CB:1×m B-1:m ×m
YT= CB B-1
CB B-1:1 ×m Y: m ×1
ATY CT s.t.
Y 0
从上面可以看出:
1、当原问题达到最优时,松弛变量经过上述转换后构成的检验 数的相反数为其对偶问题的一个可行解,反之亦成立
-1 x1 7 0 x3 4
7
1 7/2 0 5/2 -2 -1/2 0 3/2 1 3/2 -1 -1/2 0 -1/2 0 -1/2 -2 -1/2
最优解 X*=(7,0,4, 0)T
Z*=-7
北京联合大学 耿钰
例6 用对偶单纯形法求解
min w 2x1 3x2 4x3
(P)
x1 2x2 x3 3 2x1 x2 3x3 4
原问题不 可行,应 该换基迭 代。但按 对偶单纯 形法的思 想,每次 均应保证 检验数均 非正
cj
CB XB b -1 x1 3 0 x6 -8
3
-1 -4 0 -3 0 0
x1 x2 x3 x4 x5 x6 1 2 - 1 1 -1 0 0 -3 -2 -3 2 1 0 -2 -1 -2 -1 0
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