整数线性规划(分支定界法、割平面法) |
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首先不考虑 x i ∈ Z x_i\in Z xi∈Z的约束条件,即问题 B B B: max z = 40 x 1 + 90 x 2 s . t . { 9 x 1 + 7 x 2 ≤ 56 7 x 1 + 20 x 2 ≤ 70 x i ≥ 0 \begin{array}{l}\max z=40x_1+90x_2 \\ s.t.\left\{\begin{array}{c} 9x_1+7x_2\le 56\\ 7x_1+20x_2\le 70\\ x_i\ge 0 \end{array}\right.\end{array} maxz=40x1+90x2s.t.⎩⎨⎧9x1+7x2≤567x1+20x2≤70xi≥0,求得此问题的最优解: x ∗ = ( 4.81 , 1.82 ) T , z ∗ = 356 x^*=(4.81,1.82)^T,~z^*=356 x∗=(4.81,1.82)T, z∗=356 基于 x 1 x_1 x1,对原问题增加两个约束条件 x 1 ≤ 4 , x 1 ≥ 5 x_1\le 4,x_1\ge 5 x1≤4,x1≥5(也可以对 x 2 x_2 x2增加约束条件),从而将原问题分解为两个子问题 B 1 B_1 B1和 B 2 B_2 B2,不考虑整数条件解问题 B 1 B_1 B1和 B 2 B_2 B2,得到各自的最优解 B 1 : x ∗ = ( 4 , 2.1 ) T , z ∗ = 349 B_1:~x^*=(4,2.1)^T,z^*=349 B1: x∗=(4,2.1)T,z∗=349, B 2 : x ∗ = ( 5 , 1.57 ) T , z ∗ = 341 B_2:~x^*=(5,1.57)^T,z^*=341 B2: x∗=(5,1.57)T,z∗=341 注:若 B B B没有可行解则直接停止;若 B B B的最优解符合整数条件,则直接得到最优解 得到 0 ≤ z ∗ ≤ 349 0\le z^*\le 349 0≤z∗≤349,继续对问题 B 1 B_1 B1和 B 2 B_2 B2进行分解,由于 349 > 341 349>341 349>341,因此先分解 B 1 B_1 B1,增加两个约束条件 x 2 ≤ 2 , x 2 ≥ 3 x_2\le 2,x_2\ge 3 x2≤2,x2≥3,分解为两个子问题 B 3 B_3 B3和 B 4 B_4 B4 B 3 B_3 B3的解都是整数,因此更新下界 340 ≤ z ∗ ≤ 341 340\le z^*\le 341 340≤z∗≤341, B 4 B_4 B4的最优值小于下界,因此进行剪枝 注:求出一个可行解(满足整数条件)才更新下界 注:若求出的最优值小于当期下界,则进行剪枝,不再对该问题进行分支 对 B 2 B_2 B2进行分解得到 B 5 B_5 B5和 B 6 B_6 B6,对于 B 5 B_5 B5,最优值小于下界,剪枝; B 6 B_6 B6无可行解 最终得到最优整数解为 x ∗ = ( 4 , 2 ) T , z ∗ = 340 x^*=(4,2)^T,z^*=340 x∗=(4,2)T,z∗=340 |
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