Zagadnienia

8. Teoria dualności

8.1. Teoria dualności.

Definicja 8.1

Rozważmy zadanie P⁢L zwane pierwotnym P.

M⁢a⁢x⁢⁢x0=c1⁢x1T+c2⁢x2T+c3⁢x3T+b0,

gdzie x1∈Rn1,x2∈Rn2,x3∈Rn3,x=x1,x2,x3∈Rn1+n2+n3

⌈A1,1A1,2A1,3⌉xT=b1T

|A2,1A2,2A2,3|xT≤b2T

⌊A3,1A3,2A3,3⌋xT≥b2T

x1∈Rn1,⁢x2≥0,⁢x3≤0.

wtedy zadaniem dualnym D nazywamy zadanie:

M⁢i⁢n⁢⁢y0=c1⁢y1T+c2⁢y2T+c3⁢y3T+b0,

gdzie y1∈Rt1,y2∈Rt2,y3∈Rt3,y=y1,y2,y3∈Rt1+t2+t3

⌈A1,1TA2,1TA3,1T⌉yT=c1T

|A1,2TA2,2TA3,2T|yT≥c2T

⌊A1,3TA2,3TA3,3T⌋yT≤c2T

y1∈Rt1,⁢y2≥0,⁢y3≤0.

Reguły przechodzenia od zadania pierwotnego do dualnego przedstawia tabela:

Jeżeli P ma n zmiennych to D jest opisane przez n nierówności (równań). Jeżeli P jest opisane t nierównościami to D ma t zmiennych.

P⁢i⁢e⁢r⁢w⁢o⁢t⁢n⁢eD⁢u⁢a⁢l⁢n⁢em⁢i⁢nm⁢a⁢xm⁢a⁢xm⁢i⁢ni-ta nierówność zgodna z typemi-ta zmienna ≥0j-ta nierówność niezgodna z typemj-ta zmienna ≤0k-ta nierówność jest równaniemk-ta zmienna nieograniczonai-ta zmienna ≥0i-ta nierówność zgodna z typemj-ta zmienna ≤0j-ta nierówność niezgodna z typemk-ta zmienna nieograniczonak-ta nierówność jest równaniem

gdzie:

dla zadań typu MaxaT⁢x≤b⁢ - nierówność jest zgodna z typemaT⁢x≥b⁢ - nierówność jest niezgodna z typemdla zadań typu MinaT⁢x≥b⁢ - nierówność jest zgodna z typemaT⁢x≤b⁢ - nierówność jest niezgodna z typem

Przykładami par zadań wzajemnie dualnych są:

P: m⁢a⁢x⁢⁢c⁢xT    D: m⁢i⁢n⁢⁢b⁢yT

A⁢xT≤bT      AT⁢yT≥cT

x≥0        y≥0

lub

P: m⁢a⁢x⁢⁢c⁢xT    D: m⁢i⁢n⁢⁢b⁢yT

A⁢xT=bT      AT⁢yT≥cT

x≥0        y∈Rt

Przykład 8.1

Jeżeli zadanie pierwotne P ma postać:

M⁢a⁢x⁢⁢x0=2⁢x1+x2-x3

x1+x2≥-3

x1+3⁢x2+x3≥2

-x1+2⁢x3=7

x2+x3≤5

x1≥0,⁢x3≤0

bT=-3275⁢⁢A=110131-102011⁢⁢c=2,1,-1

to zadanie dualne D ma postać:

M⁢i⁢n⁢⁢y0=-3⁢y1+2⁢y2+7⁢y3+5⁢y4

y1+y2-y3≥2⁢← zgodna z typem gdyż x1≥0

y1+3⁢y2+y4=1⁢← gdyż x2 nieograniczone

y2+2⁢y3+y4≤-1⁢← niezgodna z typem gdyż x3≤0

y1≤0⁢← gdyż x1+x2≥-3 niezgodna z typem

y2≤0⁢← gdyż x1+3⁢x2+x3≥2 niezgodna z typem

y3∈R⁢← gdyż -x1+2⁢x3=7

y4≥0⁢← gdyż x2+x3≤5 zgodna z typem.

Twierdzenie 8.1

Zadanie dualne do dualnego jest równoważne zdaniu pierwotnemu.

Przykład 8.2

Rozważmy zadanie pierwotne P:

M⁢a⁢x⁢⁢cT⁢x

A⁢x≤b

x≥0

↓

D  M⁢i⁢n⁢⁢bT⁢y

AT⁢y≥c

y≥0

↓

D' -Max(-b′)Ty

-AT⁢y≤-c

y≥0

↓

D(D')   -M⁢i⁢n⁢-cT⁢z

-ATT⁢z≥-bTT

z≥0

↓

P'  M⁢a⁢x⁢⁢cT⁢z

A⁢z≤b

z≥0

P'=P

Definicja 8.2

Zadania P1 i P2 nazywamy równoważnymi jeżeli można od jednego do drugiego przejść stosując następujące reguły:

1) Mnożenie nierówności (równania ) przez liczbę r≠0.

1') Mnożenie zmiennej przez liczbę r≠0.

2) Zastąpienie nierówności ∑i=1n⁢ai⁢xi≤b parą

⁡∑i=1n⁢ai⁢xi+xn+1=bxn+1≥0⁢.

2a) Zastąpienie pary

⁡∑i=1n⁢ai⁢xi+xn+1=bxn+1≥0⁢

nierównością ∑i=1n⁢ai⁢xi≤b.

3) Zastąpienie równania ∑i=1n⁢ai⁢xi=b parą

⁡∑i=1n⁢ai⁢xi≤b∑i=1n-ai⁢xi≤-b⁢.

3a) Zastąpienie pary

⁡∑i=1n⁢ai⁢xi≤b∑i=1n-ai⁢xi≤-b⁢.

równaniem ∑i=1n⁢ai⁢xi=b.

4) Zastąpienie zmiennej nieograniczonej xi parą xi=xi+-xi-, gdzie ⁡xi+≥0xi-≥0⁢.

5) Zastąpienie problemu x0=c⁢xT+b0⁢|⁢x∈D problemem

x0=c⁢f⁢xT+b0⁢|⁢f⁢x∈f⁢D, gdzie f jest automorfizmem afinicznym.

Twierdzenie 8.2

Jeżeli zadania P1 i P2 są równoważne to dualne do nich zadania D1 i D2 też są równoważne.

Zakładamy, że zadania pierwotne są typu Max.

Ad 1). Niech w zadaniu P1 j- tą nierówność zgodną z typem mnożymy przez liczbę r≠0. Wtedy w zadaniu dualnym j- ta kolumna zostanie pomnożona przez tę samą liczbę r. Zastępując w zadaniu dualnym zmienną yj:=r⁢yj′ otrzymamy ten sam rezultat. Ponadto znak j- tej nierówności zmienia się taj samo jak znak nierówności ryj≥0. W przypadku nierówności niezgodnej z typem lub równania rezultat jest analogiczny.

Ad 2). Niech w zadaniu P1 j- ta nierówność ma postać ∑i=1n⁢ai⁢xi≤b zaś w równoważnym zadaniu P2 będzie zastąpiona parą

⁡∑i=1n⁢ai⁢xi+xn+1=bxn+1≥0⁢.

Wtedy w zadaniach dualnych: W zadaniu D1 zmienna yj≥0 zaś w zadaniu D2 zmienna yj∈R i dochodzi nowa nierówność, wyznaczona przez n+1- szą kolumnę zadania P2, jest nią yj≥0. Zatem otrzymujemy to samo zadanie.

Ad 3,4). Niech w zadaniu P1 j- ta równość ma postać ∑i=1n⁢ai⁢xi=b zaś w zadaniu P2 j- ta równość została zastąpiona parą:

⁡∑i=1n⁢ai⁢xi≤b∑i=1n-ai⁢xi≤-b⁢.

Wtedy w zadaniach dualnych: W zadaniu D1 zmienna yj∈R jest nieograniczona zaś w zadaniu D2 zmienna yj została zastąpiona parą yj+≥0,⁢yj-≥0. Ponadto w zadaniu P2 dodatkowa nierówność ma współczynniki przeciwne do j- tej więc zadanie D2 można uzyskać z zadania D1 podstawiając yj=yj+-yj-⁢0.

Ad 5). Ponieważ każdy automorfizm afiniczny jest złożeniem automorfizmu liniowego i przesunięcia, dowód rozbijemy na dwie części osobno dla automorfizmu liniowego i osobno dla przesunięcia. Przyjmijmy, że zadanie pierwotne ma postać P1=M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢xT+b0⁢|⁢A⁢xT≤bT. wtedy zadanie dualne ma postać D1=M⁢i⁢n⁢⁢y0=b⁢yT+b0⁢|⁢AT⁢yT=cT,⁢y≥0.

10 Niech f będzie automorfizmem liniowym zadanym macierzą B. Wtedy f⁢xT=B⁢xT i zadanie

P1=M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢f⁢xT+b0⁢|⁢A⁢f⁢xT≤bT=M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢B⁢xT+b0⁢|⁢A⁢B⁢xT≤bT.

Zatem zadanie dualne ma postać

D2=M⁢i⁢n⁢⁢y0=b⁢yT+b0⁢|⁢BT⁢AT⁢yT=BT⁢cT,⁢y≥0.

Zadanie D2 powstało z zadania D1 przez operacje elementarne na wierszach ( równaniach ).

20 Niech f⁢x=x+d dla pewnego d∈Rn. Wtedy

P1=M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢f⁢xT+b0⁢|⁢A⁢f⁢xT≤bT=
M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢xT+c⁢dT+b0⁢|⁢A⁢xT+A⁢dT≤bT=M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢xT+c⁢dT+b0⁢|⁢A⁢xT≤bT-A⁢dT.

Zatem zadanie dualne ma postać

D2=M⁢i⁢n⁢⁢y0=b-d⁢AT⁢yT+c⁢dT+b0⁢|⁢AT⁢yT=cT,⁢y≥0.

Zadania D1 i D2 są równoważne ponieważ w obszarze dopuszczalnym AT⁢yT=cT co po przemnożeniu przez d daje d⁢AT⁢yT=d⁢cT=c⁢dT.

∎
Twierdzenie 8.3 (Słabe twierdzenie o dualności)

Jeżeli p jest punktem dopuszczalnym zadania pierwotnego P: M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢xT⁢|⁢A⁢xT≤bT,⁢x≥0 zaś q jest punktem dopuszczalnym zadania dualnego D: M⁢i⁢n⁢⁢y0=b⁢yT⁢|⁢AT⁢yT≥cT,⁢y≥0 to

x0⁢p=cT⁢p≤bT⁢q=y0⁢q

Ponadto jeżeli c⁢pT=b⁢qT to p jest punktem optymalnym P, zaś q jest punktem optymalnym D.

Niech p i q będą punktami dopuszczalnymi zadań P i Q odpowiednio. Wówczas:

A⁢pT≤bT    AT⁢qT≥cT

p≥0      q≥0

co możemy zapisać jako:

A⁢pT-bT≤θ=00⋮    AT⁢qT-cT≥θ=00⋮

p≥0      q≥0

Mnożąc na krzyż otrzymujemy;

q⁢A⁢pT-bT≤0∈R     p⁢AT⁢qT-cT≥0∈R

Wyliczamy

q⁢A⁢pT≤q⁢bT     p⁢AT⁢qT≥p⁢cT

Co daje

c⁢pT=p⁢cT≤p⁢AT⁢qT=q⁢A⁢pT≤q⁢bT=b⁢qT

Część druga

c⁢pT=b⁢qT to ∀x z obszaru dopuszczalnego c⁢xT≤b⁢qT=c⁢pT⇒p optymalny i z drugiej strony identycznie b⁢yT≥c⁢pT=b⁢qT⇒q optymalny

∎
Wniosek 8.1

Jeżeli zadanie P jest nieograniczone to D jest sprzeczne.

Przypuśćmy że D nie jest sprzeczne ⇒ istnieje q w obszarze dopuszczalnym zadania D

∀x dopuszczalnego c⁢xT≤b⁢qT⇒P ograniczone

∎
Wniosek 8.2

Jeżeli D jest nieograniczone to P sprzeczne.

Niestety zadania P i D mogą być naraz sprzeczne:

Przykład 8.3

P=m⁢a⁢x⁢⁢x1+x2

-x1+x2≤-1

⁢x1-x2≤-1

⁢x1,x2≥0

⇓

⁢0≤-2

D⁢⁢m⁢i⁢n-y1-y2

-y1+y2≥1

y1-y2≥1

y1,y2≥0

⇓

0≥2

Lemat 8.1 (Lemat Farkas'a)

Spośród układów:

1) A⁢xT=bT∧x≥0

2) y⁢A≥0∧b⁢yT<0

dokładnie jeden ma rozwiązanie.

Przypuśćmy że 1) i 2) mają rozwiązania x0 i y0. Wtedy

x0≥0 i y0⁢A≥θ więc y0⁢A⁢x0T≥0. Ale y0⁢A⁢x0T=y0⁢bT<0. Sprzeczność.

Przypuśćmy że 1) nie ma rozwiązania. Stosujemy pierwszą fazę z dwufazowej metody sympleks.

Rozwiązujemy zadanie opisane tablicą 0⁢…⁢01⁢…⁢10AIbT,

gdzie zapisane wierszami A=w1w2⋮wt i bT=b1b2⋮bt.

Końcowa tablica ma postać d1⁢…⁢dnk1⁢…⁢ktb0A′Db′⁢T, gdzie
wiersz d1⁢…⁢dn≥0 i b0<0. Ale wiersz ten jest kombinacją liniową wierszy macierzy A. Oznacza to, że istnieje ciąg y=y1,y2,…,yt taki, że d1⁢…⁢dn=∑i=1t⁢yi⁢wi oraz b0=∑i=1t⁢yi⁢bi. Otrzymaliśmy rozwiązanie 2) y⁢A≥0∧b⁢yT<0.

∎

Podamy teraz pełną wersję twierdzenia 2.5.

Twierdzenie 8.4

Rozpatrujemy zadanie optymalizacji liniowej:

M⁢a⁢x⁢⁢x0=c∙x⁢, gdzie x∈W i W jest opisane układem nierówności: ⁡w1∙x⁢≤b1w2∙x⁢≤b2⋮wt∙x⁢≤bt⁢.

Niech p∈W będzie takim punktem, że wi∙p⁢=bi, dla i=1,2,…,j oraz wi∙x⁢<bi, dla i>j. Wówczas:

p jest punktem optymalnym tego zadania wtedy i tylko wtedy gdy dla pewnych liczb rzeczywistych r1≥0,r2≥0,…,rj≥0 zachodzi c=∑i=1j⁢ri⁢wi.

Niech B=w1w2⋮wj będzie macierzą pochodzącą od pierwszych j nierówności. Wówczas p nie jest punktem optymalnym wtedy i tylko wtedy gdy kiedy istnieje wektor α taki, że p+α∈W i x0⁢p+α>x0⁢p. Ponieważ długość wektora α nie gra roli to tylko j pierwszych nierówności opisujących W ma znaczenie. Przekształćmy warunki:

⁡w1∙p+α⁢≤b1=w1∙pw2∙p+α⁢≤b2=w2∙p⋮wj∙p+α≤bj=⁢wj∙p⁢

c∙p+α>c∙p do:

B⁢αT≤0 i c⁢αT>0.

Przyjmując oznaczenia A=BT i y=-α otrzymujemy:

y⁢A≥0∧c⁢yT<0 czyli drugi układ z lematu Farkasa.

A zatem układ A⁢xT=cT∧x≥0 nie ma rozwiązań. Oznacza to, że nie istnieje ciąg liczb nieujemnych r1≥0,r2≥0,…,rj≥0 taki, że dla x=r1,r2,…,rj x⁢B=c czyli c≠∑i=1j⁢ri⁢wi.

∎
Twierdzenie 8.5 (Silne twierdzenie o dualności)

Jeżeli jedno z zadań P lub D ma rozwiązanie to drugie też ma rozwiązanie i wartość funkcji celu są równe.

Przyjmijmy, że zadanie pierwotne P:

M⁢a⁢x⁢⁢x0=c⁢xT⁢|⁢A⁢xT≤bT ma punkt optymalny p taki, że wi∙p⁢=bi, dla i=1,2,…,j oraz wi∙x⁢<bi, dla i>j, gdzie A=w1w2⋮wt∈Rtn. Wówczas na mocy poprzedniego twierdzenia istnieje ciąg liczb nieujemnych r1≥0,r2≥0,…,rj≥0 taki, że c=⁢∑i=1j⁢ri⁢wi.

Zadaniem dualnym jest D: M⁢i⁢n⁢⁢y0=b⁢yT⁢|⁢AT⁢yT=cT,⁢y≥0.

Niech q=r1,r2,…,rj,0,0,…,0∈Rt. Wówczas q≥0

i q⁢A=r1,r2,…,rj,0,0,…,0⁢w1w2⋮wt=∑i=1j⁢ri⁢wi=c. Więc AT⁢qT=cT, co oznacza, że q jest punktem dopuszczalnym zadania D.

Ale y0⁢q=b⁢qT=∑i=1t⁢bi⁢ri=∑i=1j⁢bi⁢ri=∑i=1j⁢wi⁢pT⁢ri==∑i=1j⁢ri⁢wi⁢pT=c⁢pT=x0⁢p.

Teraz ze słabego twierdzenia o dualności wynika optymalność punktu q.

∎
Twierdzenie 8.6 (Twierdzenie o równowadze (Kuhn, Tucker))

Punkt dopuszczalny p zadania P (Maxx0=cxT|AxT≤bT,x≥0) jest punktem optymalnym wtedy i tylko wtedy gdy istnieje punkt dopuszczalny q zadania D

(Miny0=byT|ATyT≥cT,y≥0) taki, że:

1) q⁢A⁢pT-bT=0

2) q⁢A-c⁢pT=0

Warunek 2) możemy równoważnie zapisać jako:

2a) p⁢AT⁢qT-cT=0

Niech p będzie punktem optymalnym zadania P. Wówczas na mocy silnego twierdzenia o dualności (twierdzenia 8.5) istnieje rozwiązanie q optymalne dla zadania D. Podobnie jak w dowodzie słabego twierdzenia o dualności ( twierdzenie 8.3) uzyskujemy podwójną równość.

q⁢bT=q⁢A⁢pT=c⁢pT.

Z pierwszej wyciągając q przed nawias otrzymujemy q⁢A⁢pT-bT=0,

zaś z drugiej wyciągając pT przed nawias otrzymujemy q⁢A-c⁢pT=0.

Podkreślmy, jeżeli p jest punktem optymalnym zadania P a q jest punktem optymalnym zadania D to spełnione są warunki równowagi q⁢A⁢pT-bT=0 i q⁢A-c⁢pT=0.

Przypuśćmy, że zachodzą warunki 1) i 2)

wtedy z  1) otrzymujemy qT⁢A⁢p=bT⁢q

2) otrzymujemy cT⁢p=qT⁢A⁢p. Zatem

⇒bTq=cTp i na mocy słabego twierdzenia o dualności p i q optymalne.

∎

Bezpośrednio z twierdzenia i dowodu otrzymujemy:

Wniosek 8.3

Jeżeli punkt p jest optymalny to zbiór punktów optymalnych zadania D jest równy zbiorowi punktów dopuszczalnych q zadania D spełniających warunki równowagi.

Uwaga 8.1

Niech p=p1,p2,…,pn będzie punktem dopuszczalnym zadania P zaś q=q1,q2,…,qt będzie punktem dopuszczalnym zadania D. Jeżeli punkty te spełniają warunki równowagi to:

1) Jeżeli qj≠0 to punkt p spełnia j - tą nierówność jako równanie.

2) Jeżeli punkt p spełnia j - tą nierówność na ”ostro” to qi=0.

3) Jeżeli pi≠0 to punkt q spełnia i - tą nierówność jako równanie.

4) Jeżeli punkt q spełnia i - tą nierówność na ”ostro” to pi=0.

Ad 1,2) Jeżeli qj>0 to j - tą nierówność zadania P jest zgodna z typem co daje qj⁢wj⁢pt-bj≤0. Zaś gdy qj< to j - tą nierówność zadania P jest niezgodna z typem co daje qj⁢wj⁢pT-bj≤0. (wj oznacza j-ty wiersz macierzy A).

Teraz q⁢A⁢pt-bT=∑j=1t⁢qj⁢wj⁢pT-bj=0 jest sumą liczb niedodatnich. Oznacza to, że każdy składnik musi być zerem czyli qj=0 lub wj⁢pT=bj. Daje to warunki 1) i 2).

Punkty 3) i 4) można analogicznie wyprowadzić z drugiego warunku równowagi.

∎
Przykład 8.4

P:   M⁢a⁢x⁢⁢x1+5⁢x2-2⁢x3

2⁢x1+3⁢x2-x3≤5    =

3⁢x1+5⁢x2-2⁢x3=7       =

x1+2⁢x3≥6         >⇒y3=0

xi≥0

Sprawdzamy czy p=0,3,4 jest optymalny?

Szukamy w tym celu punktu q=y1,y2,y3 spełniającego oba warunki równowagi a potem sprawdzimy czy któryś ze znalezionych punktów jest dualnie dopuszczalny. Aby sprawdzić pierwszy warunek podstawiamy punkt p do nierówności. Ponieważ trzecia nierówność spełniona jest na ostro to trzecia współrzędna punktu q musi być zerowa.

A⁢p-b=00>0

Budujemy zadanie dualne.

D:⁢M⁢i⁢n⁢⁢5⁢y1+7⁢y2+6⁢y3

2⁢y1+3⁢y2+y3≥1          cokolwiek

3⁢y1+5⁢y2≥5            =

-y1-2⁢y2+2⁢y3≥-2         =

y1≥0,⁢y2∈R,⁢y3≤0

Aby punkt q spełniał drugi warunek równowagi to ponieważ punkt p ma drugą i trzecią współrzędną niezerową to punkt q musi spełniać drugą i trzecią nierówność zadania dualnego jak równość. Po opuszczeniu trzeciej, zerowej współrzędnej otrzymujemy:

⁡3⁢y1+5⁢y2=5-y1-2⁢y2=-2⁢⇒⁡y1=0y2=1⁢

Zatem q=0,1,0 lub nie istnieje.

Ponieważ q=0,1,0 jest dopuszczalny dla zadania dualnego, więc p jest optymalny.

Ponadto q jest optymalny dla D.

Zadania

Ćwiczenie 8.1

Rozważmy zagadnienie programowania liniowego:

Max x0=3⁢x1-4⁢x2+2⁢x3-x4 , gdy

2⁢x1+3⁢x2-2⁢x3-x4≥4

x1-2⁢x2+x3-2⁢x4=-8

6⁢x1-3⁢x2-5⁢x3+5⁢x4≤1

x1≤0, x2≥0, x3∈R, x4≤0

a) Zbadaj, czy 0,3,-2,0 jest wierzchołkiem obszaru dopuszczalnego.

b) Opisz jedną z krawędzi przechodzi przez punkt 0,3,-2,0.

c) Napisz zadanie dualne.

d) Stosując warunki równowagi sprawdź czy 0,3,-2,0 jest punktem optymalnym?

e) Opisz wszystkie punkty optymalne zadania dualnego.

f) Zbadaj jaki wymiar ma zbiór punktów optymalnych zadania pierwotnego.

Ćwiczenie 8.2

Rozważmy zagadnienie programowania liniowego:

Max x0=x1-7⁢x2-3⁢x3+x4 , gdy

x1+x2+x3+x4≥2

2⁢x1-5⁢x2-6⁢x3+2⁢x4≤6

x1+2⁢x2-3⁢x3+x4=3

x1≥0, x2≤0, x3≥0, x4∈R

a) Napisz zadanie dualne.

b) Sprawdź czy 1,0,0,2 jest wierzchołkiem obszaru dopuszczalnego.

c) Zbadaj ile krawędzi zawiera w sobie punkt 1,0,0,2.

d) Stosując warunki równowagi sprawdź czy 1,0,0,2 jest punktem optymalnym zadania.

e) Opisz wszystkie punkty optymalne zadania pierwotnego.

f) Opisz wszystkie punkty optymalne zadania dualnego.

Ćwiczenie 8.3

Rozważmy zagadnienie programowania liniowego:

Max x0=3⁢x1-3⁢x2-7⁢x3+x4 , gdy

x1+3⁢x2-4⁢x3+5⁢x4≤10

-x1+2⁢x2+3⁢x3+3⁢x4≥-5

2⁢x1+3⁢x2-6⁢x3-2⁢x4=10

x1∈R, x2≥0, x3≤0 , x4≥0 .

a) Napisz zadanie dualne.

b) Stosując warunki równowagi sprawdź czy 2,0,-1,0 jest punktem optymalnym zadania.

c) Napisz taką funkcję celu by zbiorem punktów optymalnych była krawędź zawierająca punkt 2,0,-1,0.

Ćwiczenie 8.4

Rozważmy zagadnienie programowania liniowego:

Max x0=3⁢x1-x2-6⁢x3 , gdy

2⁢x1+3⁢x2-2⁢x3+x4≥6

-3⁢x1+5⁢x2+3⁢x3-2⁢x4=-9

-x1+6⁢x2+4⁢x3≤-3

x1≥0, x2≤0, x3∈R≤0⁢x4≤0

a) Napisz zadanie dualne.

b) Sprawdź czy 2,0,-1,0 jest wierzchołkiem obszaru dopuszczalnego.

c) Opisz dowolną krawędź zawierającą z punkt 2,0,-1,0.

d) Stosując warunki równowagi sprawdź czy 2,0,-1,0 jest punktem optymalnym zadania.

e) Znajdź oszacowanie z dołu na funkcję celu zadania dualnego.

Treść automatycznie generowana z plików źródłowych LaTeXa za pomocą oprogramowania wykorzystującego LaTeXML.

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

Projekt współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego i przez Uniwersytet Warszawski.