Элементы теории двойственности. Чернышова Г.Д - 3 стр.

UptoLike

Рубрика: 

3
1. ДВОЙСТВЕННОСТЬ В ЛИНЕЙНОМ ПРОГРАММИРОВАНИИ
1.1 Правила построения двойственных задач
1. Рассмотрим задачу линейного программирования следующего вида:
max®xc
T
(1)
bAx
£
(2)
0
³
x
(3)
где
(
)
(
)
(
)
(
)
.,1,,1,,,....,,,....,,,....,
111
mjniaAbbbxxxccc
ijn
T
n
T
n
T
======
Функция Лагранжа для задачи (1) - (3) записывается в виде:
( ) ( ) ( )( )
0,0,, ³³-+=-+=
å
yxAxbyxcAxbyxcyxL
i
ii
TTT
.
Задачу (1) (3) можно эквивалентно переписать следующим образом:
(
)
,,minmax
0
0
yxL
y
x
³
³
так как для любого фиксированного 0
³
x имеет место равенство
(
)
min,
TT
ii
i
cxybAxcx
æö
êú
ç÷
+-=
êú
ç÷
êú
èø
ëû
å
)))
при
(
)
i
i
xAb
³
.
Двойственная задача по определению записывается в виде:
(
)
,,maxmin
0
0
yxL
x
y
³
³
где
(
)
(
)
0,0,, ³³-+= yxyAcxybyxL
TTT
.
Зафиксируем произвольное
0
³
y
. Тогда имеют место равенства
(
)
(
)
(
)
(
)
00
,:0
max,max.
,:0
T
j
j
TTT
xx
TTT
j
j
если jcAy
LxybyxcAy
by
если jcAy или Ayc
³³
ì
ï
+¥$->
ï
éù
ï
êú
=+-=
í
êú
ï
êú
ëû
"-£³
ï
ï
î
Таким образом, двойственную задачу можно записать следующим об-
разом:
 1. ДВОЙСТВЕННОСТЬ В ЛИНЕЙНОМ ПРОГРАММИРОВАНИИ

                  1.1 Правила построения двойственных задач

    1. Рассмотрим задачу линейного программирования следующего вида:

                                                    c T x � max                                      (1)
                                                        Ax � b                                       (2)
                                                         x�0                                         (3)
    где c T � �c1 ,...., cn �, x T � � x1 ,...., xn �, b T � �b1 ,...., bn �, A � �aij �, i � 1, n, j � 1, m.

    Функция Лагранжа для задачи (1) - (3) записывается в виде:

               L�x, y � � c T x � y T �b � Ax � � c T x � � yi �bi � � Ax �i �,         x � 0, y � 0 .


    Задачу (1) – (3) можно эквивалентно переписать следующим образом:

                                                max min L� x, y �,
                                                  x�0         y �0



    так как для любого фиксированного x€ � 0 имеет место равенство
        �           �             �
                            � �� �
        � T�
        �
                    �
                    �         i
                               � �
                                � ��
                                       �
    min � c x �� yi � bi � Ax � � � cT x , при bi � � Ax€�i .
        �

    Двойственная задача по определению записывается в виде:

                                                min max L� x, y �,
                                                  y �0       x �0



    где L�x, y � � b T y � x T �c � AT y �, x � 0, y � 0 .

    Зафиксируем произвольное y � 0 . Тогда имеют место равенства


                                                                                   � �
                                                              �
                                                              � ��, если �j : c � AT y � 0
                                                              �
                                          �              �
                       �                   �
            � �
                                                                               j
                                                              �
    max L x, y � max�� bT y � xT c � AT y ��
                                                                                       j
                                                             ��                                         .
     x� 0         x� 0 �                   �                  � T
                                                                                    � �
                                                              � b y, если�j : c j � A y � 0 или A y � c
                                                              �
                                                              �
                                                                                     T

                                                                                         j
                                                                                                 T




    Таким образом, двойственную задачу можно записать следующим об-
разом:


                                                             3