【单纯形法迭代步骤】单纯形法是线性规划中求解最优解的一种经典算法,主要用于解决标准形式的线性规划问题。该方法通过不断迭代,逐步从一个可行解移动到另一个更优的可行解,直到找到最优解为止。以下是对单纯形法迭代步骤的总结与说明。
一、单纯形法迭代步骤概述
单纯形法的核心思想是:在可行域的顶点之间进行搜索,每次迭代都选择一个使目标函数值更优的方向,并更新当前的基本可行解。整个过程包括以下几个主要步骤:
1. 建立初始单纯形表
2. 判断是否为最优解
3. 确定换入变量(进基变量)
4. 确定换出变量(出基变量)
5. 进行矩阵行变换,更新单纯形表
6. 重复上述步骤,直至达到最优解
二、单纯形法迭代步骤总结(表格形式)
步骤 | 操作内容 | 说明 |
1 | 建立初始单纯形表 | 将线性规划问题转化为标准形式,引入松弛变量或人工变量,构造初始单纯形表 |
2 | 判断是否为最优解 | 检查非基变量的检验数(Cj - Zj),若全部 ≤ 0,则当前解为最优解;否则继续迭代 |
3 | 确定换入变量 | 在检验数为正的非基变量中选择最大者作为换入变量(即进基变量) |
4 | 确定换出变量 | 对于换入变量对应的列,计算各约束方程中的比值(常数项 ÷ 该列系数),选择最小的正比值对应的行作为换出变量(即出基变量) |
5 | 进行矩阵行变换 | 使用初等行变换将换入变量的系数列变为单位向量,更新单纯形表 |
6 | 重复迭代 | 返回步骤2,继续判断是否为最优解,直至满足终止条件 |
三、注意事项
- 初始解的选择:必须确保初始解为基本可行解,通常通过引入人工变量或松弛变量来实现。
- 检验数的意义:检验数(Cj - Zj)反映了增加该变量对目标函数的影响,正值表示可进一步优化。
- 退化情况:当比值为零时,可能出现退化解,需注意避免循环。
- 人工变量处理:若使用大M法或两阶段法,需特别关注人工变量的处理和消去。
四、小结
单纯形法是一种系统而高效的线性规划求解方法,其关键在于通过合理的迭代步骤逐步逼近最优解。掌握其基本流程和操作技巧,有助于快速理解和应用该方法解决实际问题。同时,在实际应用中还需注意算法的稳定性与收敛性问题。