学习笔记|线性规划的标准化

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darkpard 发表于 2021/11/10 22:42:37 2021/11/10
【摘要】 拉格朗日乘子法(见学习笔记|拉格朗日乘子法)给出了将有约束最优化问题转化为无约束最优化问题,从而求解优化问题的方法。但是它只针对特定的优化问题,即约束为等式的情况。那么对于一般的线性规划问题,能否通过拉格朗日乘子法求解呢?可以将一般线性规划转化标准形式,然后使用拉格朗日乘子法。1. 线性规划的标准形式线性规划的标准形式如下:它有四个特点:目标是求最大化;约束条件皆为等式;决策变量非负;右端常...

拉格朗日乘子法(见学习笔记|拉格朗日乘子法)给出了将有约束最优化问题转化为无约束最优化问题,从而求解优化问题的方法。但是它只针对特定的优化问题,即约束为等式的情况。那么对于一般的线性规划问题,能否通过拉格朗日乘子法求解呢?可以将一般线性规划转化标准形式,然后使用拉格朗日乘子法。

1. 线性规划的标准形式

线性规划的标准形式如下:

它有四个特点:

  1. 目标是求最大化;
  2. 约束条件皆为等式;
  3. 决策变量非负;
  4. 右端常数项非负。

2. 线性规划的标准化

线性规划的标准化,即使线性规划满足上述标准形式的四个特点。

1. 目标不是求最大化。

那么,目标必然是求最小化,即

令w=-z即可将目标转化为

2. 约束条件不全是等式。

假设第一个不是等式的约束条件为

假设第一个不是等式的约束条件为

对于其余可能存在的非等式约束条件,可以以同样的方法转化为等式,且所有的松弛变量和剩余变量皆大于等于0。

3. 不是所有的决策变量都有非负约束

对其余没有非负约束的决策变量进行同样的变换,可以将所有的决策变量转化为非负变量。

4. 不是所有的右端常数项都是非负的。

将该约束条件两端加上负号,可得

最终,各种形式的线性规划问题都可转化为标准形式,从而套用拉格朗日乘子法求解。那么,是否对所有的线性规划问题,拉格朗日乘子法都能适用呢?下篇探讨。

参考文献

1.https://wenku.baidu.com/view/cdffad2d571252d380eb6294dd88d0d233d43c0c.html
2.https://zhuanlan.zhihu.com/p/31729190
3.https://max.book118.com/html/2018/0814/5042013030001310.shtm

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