Zagadnieniem całkowitoliczbowym nazyawć będziemy zadanie optymalizacji liniowej w którym od zmiennych lub części zmiennych wymagamy by były liczbami całkowitymi. Na przykład zadanie typu:
Idea rozwiązania.
Skupmy się na zadaniu w którym wszystkie zmienne mają być całkowite a wielościan
Rozpoczniemy od prezentacji metody zwanej ”Odcięciem Gomoryego” [7], [8], [9]. Metoda opiera się na relaksacji problemu i jej kolejnych zacieśnianiach zwanych odcięciami Gomoryego.
Relaksacją problemu
gdzie obszar dopuszczalny
Zwykle relaksacja jest opuszczeniem najmniej wygodnych warunków opisujących obszar dopuszczalny, np. że współrzędne są całkowite.
Zacieśnieniem relaksacji
Odcięciem nazywamy zacieśnienie relaksacji w którym nowy obszar dopuszczalny jest przecięciem półprzestrzeni i
Odcięcie Gomoryego wykorzystuje proste własności części całkowitej liczby:
i jeżeli
Stąd jeżeli obszar dopuszczalny jest ( między innymi ) opisany równaniem
Odcięciem Gomoryego nazywamy więc ograniczenie obszaru dopuszczalnego półprzestrzenią
0) Dane zagadnienie |
1) Rozwiązujemy relaksację |
2) Jeżeli znaleziony punkt optymalny |
3) Wybieramy niecałkowitą współrzędną |
Dodajemy nierówność |
4) Budujemy nową tablicę sympleks z dodatkową kolumną na nową zmienną ( tu |
5) Rozwiązujemy relaksację zadaną tą tablicą i GOTO 2. |
Prześledźmy algorytm na przykładzie:
Rozwiązujemy zadanie P.
Max
Zaczynamy od budowy tablicy sympleks pierwszej relaksacji. Jest nią:
Otrzymaliśmy tablicę sympleks pierwotnie i dualnie dopuszczalną opisującą wierzchołek optymalny
Stosujemy teraz dualną metodę sympleks. Wybieramy wiersz 3-ci i element centralny w piątej kolumnie.
Teraz wierzchołkiem optymalnym jest
Teraz element centralny wybieramy w 4-tym wierszu i 2-giej kolumnie. Po redukcji Gaussa - Jordana otrzymujemy:
Wyznaczony przez tę tablicę punkt
Odcięcie Gomoryego zawsze wyrzuca badany punkt po za obszar dopuszczalny nowej relaksacji. Rzeczywiście, jeżeli punkt
Dodawane zmienne są całkowitoliczbowe gdyż
W przypadku gdy obszar dopuszczalny jest niepusty i ograniczony lub niepusty i współczynniki wyjściowej tablicy sympleks są wymierne to algorytm odcięcia Gomoryego kończy się po skończonej liczbie kroków, zależnej od liczby zmiennych, ograniczenia i postaci współczynników. Niestety jest to algorytm zużywający dużo czasu i pamięci. Patrz [12] Twierdzenie 23.2.
Jeżeli obszar dopuszczalny jest zbiorem pustym algorytm odcięcia Gomoryego może nie działać.
Badamy zadanie P.
Max
Obszar dopuszczalny jest zbiorem pustym zaś algorytm urywa się na pierwszym kroku gdyż relaksacja jest zadaniem nieograniczonym.
Badamy zadanie P.
Max
Jeżeli
Rozwiąż w liczbach całkowitych zadanie:
Stosując odcięcie Gomory'ego rozwiąż w liczbach całkowitych zadanie:
Min
Treść automatycznie generowana z plików źródłowych LaTeXa za pomocą oprogramowania wykorzystującego LaTeXML.
strona główna | webmaster | o portalu | pomoc
© Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW, 2009-2010. Niniejsze materiały są udostępnione bezpłatnie na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Bez utworów zależnych 3.0 Polska.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Projekt współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego i przez Uniwersytet Warszawski.