线性规划是运筹学中的一个基础且重要的分支,它主要解决在一组线性约束条件下,如何优化一个线性目标函数的问题。二阶段法是一种处理线性规划问题的有效方法,尤其适用于存在不确定因素或人工变量的情况。在MATLAB环境下,我们可以利用其强大的矩阵运算能力来实现线性规划的二阶段法。 第一阶段,我们通常称为标准型或松弛型线性规划,目的是找到一个可行解,即使得所有约束条件都得到满足。这一阶段的构建涉及到引入人工变量,这些变量在实际问题中没有意义,但它们帮助我们在不违反约束的情况下构建模型。在MATLAB中,可以使用`linprog`函数或者自定义的线性求解器来解决这一阶段的问题。 第二阶段,也叫对偶阶段,目标是在第一阶段找到的可行域内找到一个最优解。这一阶段的目标函数通常是第一阶段的相反数,因为我们的目标是在可行域内最小化(或最大化)原问题的目标函数。在MATLAB中,可以对第一阶段得到的结果进行进一步处理,通过调整目标函数和约束,再次调用`linprog`或自定义代码求解。 二阶段法的关键在于如何正确地设置人工变量、松弛变量以及对偶问题的转换。人工变量用于确保第一阶段的约束得到满足,而松弛变量允许一些约束在一定范围内不严格满足,这为寻找可行解提供了空间。对偶问题则从约束条件的角度出发,寻找满足原问题的最优解。 在MATLAB中,矩阵描述是实现这些操作的核心。线性规划的模型可以被表示为一个标准形式,包括一个决策变量矩阵、目标函数系数矩阵、不等式约束的左-hand-side矩阵和上界/下界向量。通过操作这些矩阵,我们可以方便地构建和求解线性规划问题。 例如,假设我们有决策变量向量`x`,目标函数系数矩阵`c`,不等式约束的左-hand-side矩阵`A`,和约束边界向量`b`,那么在MATLAB中,第一阶段的线性规划可以表示为: ```matlab options = optimoptions('linprog','Display','none'); % 设置选项,关闭输出 x_stage1 = linprog(zeros(size(A,2),1),[],[],A,-b,[],[],options); % 第一阶段求解 ``` 其中,`z`是人工变量,初始时设为全零向量。 第二阶段则需要修改目标函数和约束,然后再次求解: ```matlab x_stage2 = linprog(-c(x_stage1 == 0),[],[],A,[],[],[],options); % 第二阶段求解 ``` 这里的`-c(x_stage1 == 0)`表示只保留第一阶段非人工变量的目标函数系数。 通过这样的矩阵操作,我们可以轻松地在MATLAB环境中实现线性规划的二阶段法,无论是简单的还是复杂的模型。这种方法的逻辑严谨,算法高效,对于理解和实践运筹学的线性规划具有重要意义。
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- Simonw272014-04-07写的不错很清楚,算出来系数是对的,但是每次最终结果都相差一个负号!!!
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