Системы линейных неравенств. Зоркальцев В.И - 40 стр.

UptoLike

40
Вектор
s
x
будет выпуклой комбинацией векторов
p
τ
и
(,).
ss
yx xzz
λ
=+
%
Причем
0000
() ( ), () ().
ss
I
xIpIxIy
τ
⊂⊂
%
Исключим из набора вектор
s
x
и включим в набор векторы и .
p
y
τ
Полученный набор векторов вместе с вектором
z дадут представление
(38).
После конечного числа таких замен в любом из двух вариантов
получим множество векторов
s
x
, у которых максимальные наборы
активных ограничений, т.е. получим требуемое представление (37).
Теорема 2 доказана.
Пример 4. Рассмотренная выше система линейных неравенств (16)
имеет максимальный ранг и неограниченное множество решений.
Множество решений системы (16) представлено на рис.1. В данном случае
имеется два решения с максимальными наборами активных ограничений:
орты
12
и .ee По теореме 2 любое решение системы (16) есть сумма двух
векторов:
1) выпуклой оболочки орт
12
иee, что составляет отрезок между
этими векторами.
2) конечного конуса рецессивных направлений, состоящего в данном
случае их векторов
2
.
R
+
2. 5 Структура множества решений системы линейных
неравенств в общем случае
Рассмотрим теперь общий случай, когда ранг системы (1) может
иметь любое значение, как равное, так и меньшее n .
Любой вектор
n
x
R однозначно представляется в виде векторов
иyS f S
∈∈
.
yf=+ (39)
По определению S
0.
A
f
=
Поэтому, чтобы вектор
x
был решением системы (1), необходимо и
достаточно, чтобы вектор y был решением этой системы
.
A
yb (40)
Пусть
,1,,
s
ys r= K базис пространства .S
В частности, это может
быть максимальный набор линейно независимых векторов
i
a
%
,
составленный из строк матрицы .
A
Рассматриваемый вектор y можно
представить в виде линейной комбинации векторов
s
y
Вектор x s будет выпуклой комбинацией векторов pτ и
                            y% = x s + λ ( x s , z ) z .
Причем
                       I 0 ( x s ) ⊂ I 0 ( pτ ), I 0 ( x s ) ⊂ I 0 ( y% ).
Исключим из набора вектор x s и включим в набор векторы pτ и y.
Полученный набор векторов вместе с вектором z дадут представление
(38).
      После конечного числа таких замен в любом из двух вариантов
получим множество векторов x s , у которых максимальные наборы
активных ограничений, т.е. получим требуемое представление (37).
      Теорема 2 доказана.
      Пример 4. Рассмотренная выше система линейных неравенств (16)
имеет максимальный ранг и неограниченное множество решений.
Множество решений системы (16) представлено на рис.1. В данном случае
имеется два решения с максимальными наборами активных ограничений:
орты e1 и e2 . По теореме 2 любое решение системы (16) есть сумма двух
векторов:
      1) выпуклой оболочки орт e1 и e2 , что составляет отрезок между
этими векторами.
      2) конечного конуса рецессивных направлений, состоящего в данном
случае их векторов R+2 .
        2. 5 Структура множества решений системы линейных
                      неравенств в общем случае
    Рассмотрим теперь общий случай, когда ранг системы (1) может
иметь любое значение, как равное, так и меньшее n .
    Любой вектор x ∈ R n однозначно представляется в виде векторов
y∈S⊥ и f ∈S
                         x= y+ f.                             (39)
По определению S
                         Af = 0.
Поэтому, чтобы вектор x был решением системы (1), необходимо и
достаточно, чтобы вектор y был решением этой системы
                         Ay ≥ b.                              (40)
      Пусть y s , s = 1,K, r – базис пространства S ⊥ . В частности, это может
быть максимальный набор линейно независимых векторов a% i ,
составленный из строк матрицы A. Рассматриваемый вектор y можно
представить в виде линейной комбинации векторов y s



                                                 40