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北方民族大学数学与信息科学学院数据科学与大数据技术专业课程设计
1
北方民族大学数学与信息科学学院
SCHOOL OF MATHEMATICS AND INFORMATION SCIENCE, NORTH MIINZU UNIVERSITY
课 程 设 计
课 程 《最优化理论与方法》
题 目 单纯形法的基本原理及实践案例分析应用
院 系
专业班级
学生姓名
学生学号
指导教师
北方民族大学数学与信息科学学院数据科学与大数据技术专业课程设计
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单纯形法的基本原理及实践案例分析应用
摘 要
单纯形法是解决线性规划问题的一个有效算法。同时无约束优化的单纯形法
可利用对简单几何图形各顶点的目标函数值进行比较,逐步以目标函数值较小的
顶点取代目标数值最大的顶点,从而进行求优。本文将从线性规划的数学模型开
始,接着介绍单纯形法解决线性规划问题的过程,再 介绍无约束优化的单纯形法
的原理及步骤,最后利用 python、matlab 基于实例对单纯形法进行实现。
关键词:线性规划;可行基;无约束最优化;
北方民族大学数学与信息科学学院数据科学与大数据技术专业课程设计
3
Basic Principle of Simplex Method and Application of
Practice Case Analysis
Abstract
Simplex method is an effective algorithm to solve linear programming problems.
At the same time, the simplex method with unconstrained optimization can compare
the objective function values of each vertex of a simple geometry, and gradually replace
the vertex with the largest objective value with the vertex with the smaller objective
function value, so as to optimize. From the mathematical model of linear programming,
this paper introduces the process of simplex method to solve linear programming
problem, and then introduces the principle and steps of unconstrained optimization
simplex method. Finally, the simplex method is implemented by using python、matlab
examples.
Key words: Linear programming; feasible basis; unconstrained optimization;
北方民族大学数学与信息科学学院数据科学与大数据技术专业课程设计
4
目 录
摘 要 .............................................................................................................................................. 2
第一章 线性规划的一般形式 ......................................................................................................... 5
1.1 线性规划的数学模型 ....................................................................................................... 5
1.2 线性规划问题的标准形式 ............................................................................................... 5
第二章 单纯形法求解线性规划问题 ............................................................................................. 6
2.1 单纯形法的计算步骤 ........................................................................................................ 6
2.2 初始可行基的确定 ............................................................................................................ 7
2.2.1 初始可行基的确定 ............................................................................................... 7
2.2.2 大法 ................................................................................................................... 8
2.2.3 两阶段法 ............................................................................................................... 8
第三章 无约束最优化的单纯形法 ............................................................................................... 10
3.1 无约束最优化 ................................................................................................................. 10
3.2 单纯形法 .......................................................................................................................... 10
3.2.1 单纯形法的基本原理 ......................................................................................... 10
3.2.2 单纯形法的迭代步骤 ......................................................................................... 11
第四章 单纯形法求解线性规划问题的 matlab 及 python 实现 ............................................... 14
4.1 单纯形法求解线性规划问题的 matlab 实现 ............................................................... 14
4.2 单纯形法求解线性规划问题的 python 实现 ............................................................... 15
第五章 无约束最优化单纯形法的 matlab 实现 ......................................................................... 16
5.1 无约束最优化单纯形法的 matlab 实现 ....................................................................... 16
参考文献......................................................................................................................................... 17
附录: ............................................................................................................................................ 17
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